DK144548B - Signalspidsvaerdidetektor isaer til ekkoundertrykkelseskobling - Google Patents

Description

(19) DANMARK ( W

I^I

^ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) 1 (+4548 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 1225/76 (51) |ntC|* R OA B 3/20 (22) Indleveringsdag 19. mar. 1976 6 01 R 19/30 (24) Løbedag 19· ί0.8Χ“· 1976 (41) Aim. tilgængelig 21 . s ep. 1976 (44) Fremlagt 22. tnar. 1982 (86) International ansøgning nr. “ (86) International indleveringsdag “ (85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. ”

(30) Prioritet 20. mar. 1975* 7508765, FR

(71) Ansøger COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCA= TEL S.A., 75008 Paris, FR.

(72) Opfinder Jean-Michel Durand, FR: Etienne _Penlcaud, FR.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bur eau, (54) Signalspidsværdidetektor, især til ekkoundertrykkels eskobling.

Opfindelsen angår en signalspidsværdidetektor omfattende et lager, en første komparator til sammenligning af signalets øjebliksværdi med en i lageret oplagret værdi, samt en styrekreds til ændring af den i lageret oplagrede værdi. En sådan detektor kan anvendes i alle de tilfælde, hvor man ønsker at overvåge en transmis- HQ sionskanal, uanset om signalet er analogt eller digitalt. Et særligt anvendelses- 30 tilfælde er det tilfælde, hvor man ved en telefontransmission med fire ledninger ønsker når som helst at have kendskab til tilstanden i den ene kreds med henblik k) ;J- på at kunne undertrykke ekkoerne eller spærre for transmissionen af støj, når abon- Η- e . o . ' nenten ikke er i færd med at tale, hvilken overvågning desuden indebærer normalt en sammenligning mellem signalniveauerne i en abonnents sende- og modtagekanal, g Når man ønsker at bestemme et signals niveau, foretager man sædvanligvis en integration af signalet og en sammenligning af den integrerede værdi med en given 144548 2 tærskelværdi, som i øvrigt giver mulighed for at skelne mellem nyttesignalet og støjen. Medens behandlingen af et analogt signal efter dette princip ikke volder særlige vanskeligheder, konstaterer man, at integrationen af et digitalt signal fører til indviklede og kostbare kredse af den i fransk patentansøgning 71 39 022 omhandlede art.

Fra USA patent nr. 3 896 273 kender man en anden løsning på opgaven, hvilken løsning er bedre egnet til dannelse af en digital ekkoundertrykkelseskobling. I stedet for integrationen foretages der en detektion af digitale niveauer og en sammenligning af disse niveauer med en tærskelværdi. Hver tærskelværdi gør sig gældende i 50 ms, og man oplagrer i et lagers celler alle værdier af det indkommende signals amplitude i disse intervaller på 50 ms. Efter afslutningen af dette interval på 50 ms erstattes tærskelværdien med den højeste værdi, man har fundet i denne tidsperiode.

En sådan kobling, selv om den er mindre kostbar end en integrator, kræver ikke desto mindre et lager med stor kapacitet for at kunne oplagre et stort antal separate værdier, samt komparatorer med et stort antal indgange.

Der kendes endnu en kobling, hvori man også sammenligner øjebliksværdien af det indkommende signal i digital form med en variabel tærskelværdi oplagret i et lager. Når det indkommende signals øjebliksværdi er større end. tærskelværdien, eller når tærskelværdien ikke har ændret sig i et givet tidsrum, danner øjebliksværdien den nye tærskelværdi.

En sådan kobling, der er meget enkel, giver imidlertid ikke mulighed for i sig selv at løse opgaven på tilfredsstillende måde, navnlig når den anvendes i en ekkoundertrykkelseskreds, og når den knyttes til en anden kobling, der på grundlag af de successivt oplagrede tærskelværdier og efter en given funktion tilvejebringer værdier, der repræsenterer det ankommende signals indhyllingskurve. Kombinationen af sådanne to koblinger er imidlertid ret indviklet, og de danner et langsomt virkende system, hvilket kan indebære forsinkelser i ekkoundertrykkelsen.

Opfindelsen tager sigte på at afhjælpe disse ulemper, og med henblik herpå er en signalspidsværdidetektor ifølge opfindelsen ejendommelig ved dels en dæmpningskreds, der afgiver en værdi lig med den oplagrede værdi dæmpet i et forudbestemt forhold, dels en anden komparator til sammenligning af signalets øjebliksværdi med en given tærskelværdi, dels en tredje komparator til sammenligning af signalets øjebliksværdi med den dæmpede lagerværdi, dels en fjerde komparator til sammenligning af den dæmpede lagerværdi med tærskelværdien, og ved at styrekredsen er indrettet til at ændre den i lageret oplagrede værdi i afhængighed af komparatorernes udgangssignaler på en sådan måde, - at den oplagrede værdi, såfremt øjebliksværdien er større end eller lig med den 3 144568 givne tærskelværdi, erstattes med øjebliksværdien, hvis denne er større end den oplagrede værdi, og at den oplagrede værdi, hvis den ikke har ændret sig i et givet tidsrum, erstattes enten med øjebliksværdien, såfremt denne er større end eller lig med den dæmpede lagerværdi, eller i modsat fald erstattes med c(en dampede lagerværdi, og - at i det tilfælde, hvor øjebliksværdien er mindre end tærskelværdien, såfremt, denne betingelse har været til stede i et tidsrum mindre end et andet givet tidsrum, og lagerindholdet ikke har ændret sig i førstnævnte tidsrum, udgøres den nye, i lageret oplagrede værdi enten af den dæmpede lagerværdi, såfremt denne er større end eller lig med tærskelværdien, eller i modsat fald af en fast værdi, der højst er lig med tærskelværdien, medens den nye, i lageret oplagrede værdi, såfremt øjebliksværdien har været mindre end tærskelværdien lasngere end nævnte andet forudbestemte tidsrum, udgøres af en fast værdi, der højst er lig med tærskelværdien, idet den i lageret oplagrede værdi danner den ønskede spidsværdi.

Det her anvendte udtryk "signal" har man brugt for at give udtryk for, at opfindelsen ikke er begrænset til en given fysisk repræsentationsform, idet den gælder for et analogt signal, hvis amplitude, frekvens eller fase omfatter den information, hvis spidsværdi skal detekteres, eller for, og især for en digital repræsentation af en yariabel størrelse, hvor værdien angives af et sæt bit, der danner et "ord" og i binær kode repræsenterer en sampleværdi af et analogt signal. I så fald vil lageret samt komparatoren fortrinsvis være udformet som digitale kredse, medens de givne tidsrum måles ved hjælp af en tæller, der styres fra en taktsignal-giver.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over detektoren ifølge opfindelsen, og fig. 2 viser to diagrammer til forklaring af opfindelsen.

En indgang 1 modtager et analogt signal, hvis spidsværdi skal måles. Dette signal tilføres en analog-digital-omsætter 2, der med regelmæssig rytme afgiver i parallel de forskellige bit i et ord svarende til en sampleværdi af det indkommende signal. Omsætteren styres enten ved hjælp af en taktsignalgiver, der er indbygget i omsætteren, eller ved hjælp af et udefra kommende taktsignal. Taktsignalet, som i det følgende betegnes ved H, anvendes også i en enhed U, der styrer et lager 5, hvis udgang 6 danner detektorens udgang. Enheden U omfatter en omskifter 4, der er beliggende foran lageret 5, samt en styrekreds 3, der styrer omskifteren.

Omskifteren 4 har fire indgange A, B, C og D, hvoraf en af indgangene altid er forbundet med lageret 5 gennem en kontaktarm.

Indgangene A og B er forbundet med henholdsvis udgangen fra omsætteren 2 og udgangen fra lageret 5. Indgangen C er forbundet med udgangen fra lageret 5 4 144548 gennem et dæmpningsled 7, som har til formål at meddele udgangssignalet fra lageret 5 en given dæmpning. Indgangen D er forbundet med en referencekilde 8, der fastlægger tærskelværdien.

Detektoren omfatter endvidere fire komparatorer 9, 10, 11 og 12. De tre første komparatorer 9, 10 og 11 sammenligner ordet fra omsætteren 2 med henholdsvis ordet fra lageret 5, udgangsværdien fra dæmpningsleddet 7 og tærskelværdien fra kilden 8. Udgangene F og G fra komparatorerne 10 og 11 afgiver til styrekredsen 3 et binært signal lig med "1", når værdien fra omsætteren 2 er større end eller lig med den værdi, den sammenlignes med, eller i modsat fald et signal lig med "0". Udgangen E fra komparatoren 9 afgiver til styrekredsen et signal lig med "1", når værdien fra omsætteren 2 er større end den oplagrede værdi, eller i modsat fald et signal lig med "0".

Komparatoren 12 sammenligner den i dæmpningsleddet 7 dæmpede, fra lageret hidrørende værdi med tærskelværdien fra kilden 8, og dens udgang L afgiver til styrekredsen 3 et binært signal lig med "0" eller "1" afhængigt af, om den dæmpede værdi er mindre eller større end tærskelværdien.

Styrekredsen 3 omfatter en logikkreds 15 samt to tællere 13 og 14, der tæller taktimpulserne og er forbundet med udgangene E og G fra komparatorerne henholdsvis 9 og 11.

Tælleren 13 har en tællekapacitet svarende til et givet tidsrum d. Efter afslutning af hver tællecyklus vender tælleren tilbage til 0, hvorpå den påny begynder at tælle. Hver gang signalet på udgangen E er lig med "l", afbrydes tællecyklen, og tælleren 13 nulstilles. Denne tæller afgiver til logikkredsen 15 et binært signal T lig med "1" for at angive, at en komplet tællecyklus er afsluttet.

Tælleren 14 har en tællekapacitet svarende til et andet givet tidsrum d*. Denne tæller er tilsluttet udgangen G og er således indrettet, at den, når der opretholdes et niveau lig med "0" på denne udgang, tæller taktimpulserne H, indtil den eventuelt når sin fulde kapacitet, hvorefter den forbliver i denne tilstand.

Hvis signalet over udgangen G skifter over til "1", vender tælleren tilbage til 0, og den forbliver i denne tilstand, så længe signalet over udgangen G er lig med "1". Tælleren 14 afgiver til logikkredsen 15 et binært signal T* lig med "0" for at angive, at tælleren har nået sin fulde kapacitet.

Logikkredsen 15 er forbundet med udgangene E, F, G og L fra komparatorerne henholdsvis 9, 10, 11 og 12. På grundlag af informationerne over disse udgange og af signalerne T og T1 sørger logikkredsen for at styre omskifteren 4. Logikkredsen 15's opbygning skal ikke beskrives detaljeret, idet den er opbygget med almindelige logiske åbningskredse. Dens virkemåde fremgår af følgende forklaring.

Indgangen Δ er forbundet med kontaktarmen i omskifteren 4, når G står på "1", E står på "1", eller F og T simultant står på "1", dvs. når man har relatio- 144548 5 nen: G. (E + F. T) = 1

Indgangen B er forbundet med kontaktarmen i omskifteren 4, når man samtidigt har Τ' på "1" og E og T på "0", dvs. når man har relationen: Τ' . E. T = 1

Indgangen C er forbundet med kontaktarmen i omskifteren 4, når man samtidigt har Τ', T og L på "1" og F på "0", dvs. når man har relationen: Τ' . T . L F = 1

Indgangen D er forbundet med kontaktarmen i omskifteren 4, når Τ' står på "0", eller når T står på "1", medens G samtidigt er på "0" og F på "1", eller når F og L samtidigt er på "0", dvs. når man har relationen: Τ' + T. (G. F + F. L) =1

Virkemåden for den ovenfor beskrevne detektor forklares nærmere herefter under henvisning til fig. 2. Det øverste tidsdiagram viser et eksempel på et analogt signal, medens det nederste tidsdiagram viser det signal, man opnår på udgangen 6 efter en genomdannelse til analog værdi. Det analoge signal kan f.eks. være nyttesignalet på en telefonlinje. De spidsværdier, der kan tilskrives støjen på linjen, er normalt mindre end -31 dB, medens de spidsværdier, der svarer til nyttesignalet, overskrider denne tærskelværdi. Dampningsleddet meddeler værdien fra lageret en dampning på f.eks. 6 dB. De givne tidsrum d og d', dvs, de perioder, hvor de respektive tællere virker, kan f.eks. være på 50 ms.

Det antages, at tærskelværdien på -31 dB på tidspunktet t er oplagret i lageret 5. Tælleren 14 er da blokeret i sin maksimale værdi, og signalet Τ' er lig med "0". Det vil ses, at så snart signalet i henhold til det første tidsdiagram i fig. 2 overskrider denne tærskelværdi, kobler omskifteren 4 indgangen A til lageret, og den værdi, der oprindeligt stod i lageret, erstattes med den ankommende værdi. Ved hver ændring af den i lageret oplagrede værdi nulstilles tælleren 13, og tælleren 14, som blev nulstillet ved d§n første overskridelse, forbliver blokeret på denne værdi, medens signalet Τ' står på "1". Hvis det antages, at der tilvejebringes ti sampleværdier af signalet på den opadgående flanke op til spidsværdien, skifter lagerets tilstand ti gange, idet lageret til sidst har den værdi, der svarer til spidsen på tidspunktet t^· Den næste sampleværdi, som er mindre end lagerets indhold, bevirker en ændring af niveauet på udgangen E fra kompara-toren 9, hvorfor omskifteren 4 skifter til indgangen B. Da det viste signal er større end tærskelværdien, forbliver tælleren 14 blokeret på "0", og signalet Τ' forbliver på "1". Tælleren 13 holdes ikke længere nulstillet, og den fortsætter med at tælle.

I det viste udførelseseksempel gennemgås hele tællecyklen indtil tidspunktet 6 144548 tg, uden at det ankommende signal igen når den spidsværdi, den havde på tidspunktet tg, eller bliver mindre end tærskelværdien. Tælleren 13 afgiver i så fald et signal T på "1", hvorved omskifterens arm skifter over til positionen A eller til positionen C eller til positionen D, afhængigt af niveauerne på de respektive udgange F, G og L fra komparatorerne henholdsvis 10, 11 og 12, og tælleren 13 vender tilbage til sin udgangstilstand. I det viste eksempel står F på "0" og G og L på "1", hvorfor omskifteren etablerer forbindelse med indgangen C. Det vil ses, at lageret modtager den værdi, den indeholdt tidligere, daanpet med 6 dB.

En kort tid derefter, dvs. på tidspunktet t^, overskrider det indkommende signal denne dampede værdi, hvorpå den oplagrede værdi igen vokser, indtil man på tidspunktet t,. påny når en spidsværdi. Perioden mellem t og t0 svarer til en komplet cyklus for tælleren 13, og i lageret erstattes den forudgående spidsværdi med signalets øjebliksværdi, der i det viste udførelseseksempel er større end -31 dB og større end den med 6 dB dæmpede lagerværdi.

I tidsperioden mellem tg og tg falder det indkommende signal under værdien -31 dB på tidspunktet tg. Da begynder tælleren 14 en tællecyklus, som afbrydes kort efter, og tælleren 14 nulstilles på tidspunktet t^, når det ankommende signal igen bliver større end -31 dB. Denne kortvarige variation af det ankommende signal under tærskelværdien indebærer ingen ændring i lagerværdien.

Fra tidspunktet tg vokser lagerværdien igen i overensstemmelse med det ankommende signal op til en ny spidsværdi, der opretholdes mellem tidspunkterne t^ og t^ i et givet tidsrum d, svarende til tælleren 13's tællecyklus. Medens denne værdi opretholdes, aftager det ankommende signal, der på tidspunktet t^Q falder under tærskelværdien, hvilket bevirker, at tælleren 14 igen sættes igang. Det viste signal har på dette tidspunkt en ret lang periode med støj med lille amplitude, mindre end -31 dB, og reduktionen af lagerværdien finder sted i to tempi: På tidspunktet t^ falder værdien med 6 dB, og den nye lagerværdi er da større end -31 dB. På tidspunktet t^g, adskilt fra tidspunktet t^Q med tidsrummet d’, når tælleren 14 afslutningen af sin tællecyklus, hvorved det binære signal Τ' gøres lig med "0", hvilket bevirker, at tærskelværdien optegnes i lageret.

Efter denne støjperiode overskrider det ankommende signal igen tærskelværdien på -31 dB på tidspunktet t^g, og tælleren 13 nulstilles sammen med tælleren 14. Lagerværdien følger stigningen i det ankommende signal op til en ny spidsværdi på tidspunktet t^. Derefter falder signalet kortvarigt under tærskelværdien i tidsrum, der er for korte til, at tælleren 14 kan gennemføre en komplet tælle-cyklus. På tidspunktet t^g, adskilt fra tidspunktet t^ med tidsrummet d, skifter kontaktarmen i omskifteren 4 til indgangen C, eftersom det ankommende signals øjebliksværdi er mindre end den sidste, med 6 dB dæmpede lagerværdi, der selv

Claims (2)

1. 7 144548 er større end tærskelværdien. Derefter har signalet i det viste eksempel en lille amplitude, og efter et nyt tidsrum d, hvor den dæmpede lagerværdi opretholdes i lageret, optages tærskelværdien i lageret på tidspunktet t^. Det bemærkes, at det f.eks. ikke nødvendigvis er tærskelværdien, der skal optages i lageret i støjperioderne, eftersom en vilkårlig fast værdi mindre end eller lig med tærskelværdien kan optages i lageret. X det tilfælde, hvor det ankommende signal allerede er i digital form, er omsætteren 2 overflødig. Den beskrevne kobling kan også udformes som en helt analog kobling, idet man for lageret 5 og komparatoreme kan vælge analogkomponenter. En sådan detektor kan finde anvendelse i telefontransmissioner eller i andre tekniske områder, hvor man skal kunne detektere tilstedeværelsen og niveauet af et nyttesignal i nærværelse af støj.
2. 1. Signalspidsværdidetektor omfattende et lager (5), en første komparator (9) til sammenligning af signalets øjebliksværdi med en i lageret oplagret værdi, samt en styrekreds til ændring af den i lageret oplagrede værdi, kendetegnet ved dels en dæmpningskreds (7), der afgiver en værdi lig med den oplagrede værdi dæmpet i et forudbestemt forhold, dels en anden komparator (11) til sammenligning af signalets øjebliksværdi med en given tærskelværdi, dels en tredje komparator (10) til sammenligning af signalets øjebliksværdi med den dæmpede lagerværdi, dels en fjerde komparator (12) til sammenligning af den dæmpede lagerværdi med tærskelværdien, og ved at styrekredsen (U) er indrettet til at ændre den i lageret oplagrede værdi i afhængighed af komparatorernes udgangssignaler på en sådan måde, - at den oplagrede værdi, såfremt øjebliksværdien er større end eller lig med den givne tærskelværdi, erstattes med øjebliksværdien, hvis denne er større end den oplagrede værdi, og at den oplagrede værdi, hvis den ikke har ændret sig i et givet tidsrum (d), erstattes enten med øjebliksværdien, såfremt denne er større end eller lig med den dsmpede lagerværdi, eller i modsat fald erstattes med den dæmpede lagerværdi, og - at i det tilfælde, hvor øjebliksværdien er mindre end tærskelværdien, såfremt denne betingelse har været til stede i et tidsrum mindre end et andet givet tidsrum (d'), og lagerindholdet ikke har ændret sig i førstnævnte tidsrum (d), udgøres den nye, i lageret oplagrede værdi enten af den dampede lagerværdi, såfremt denne er større end eller lig med tærskelværdien, eller i modsat fald af en fast værdi, der højst er lig med tærskelværdien, medens den nye, i lageret oplagrede værdi, såfremt øjebliksværdien har været mindre end tærskelværdien længere end nævnte andet forudbestemte tidsrum, udgøres af en fast værdi, der højst er lig med tærskelværdien, idet den i lageret oplagrede værdi danner den ønskede spidsværdi.