EP1325606A2 - Telephone for connection to a public telephone network - Google Patents

Telephone for connection to a public telephone network

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Publication number
EP1325606A2
EP1325606A2 EP01986819A EP01986819A EP1325606A2 EP 1325606 A2 EP1325606 A2 EP 1325606A2 EP 01986819 A EP01986819 A EP 01986819A EP 01986819 A EP01986819 A EP 01986819A EP 1325606 A2 EP1325606 A2 EP 1325606A2
Authority
EP
European Patent Office
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signals
telephone
signal
received
telephone device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01986819A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Kranz
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1325606A2 publication Critical patent/EP1325606A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/82—Line monitoring circuits for call progress or status discrimination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/738—Interface circuits for coupling substations to external telephone lines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Prepayment Telephone Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to a telephone in which telephone operational signals (ring signal, call charge signals and caller identifications) and audio signals are jointly processed by one integrated circuit (8). To this end, the signal levels of the individual signals have to be conditioned. Since the telephone signals are processed jointly by one chip, preferably by one digital signal processor (DSP), the amount of discrete components so far necessary can be reduced.

Description

Beschreibungdescription
Fernsprechgerät zum Anschluß an ein FernsprechnetzTelephone device for connection to a telephone network
Die Erfindung betrifft ein Fernsprechgerät, welches über ein Fernsprechnetz Audiosignale sowie Fernsprech-Betriebssignale empfängt, sowie ein Verfahren zur Verarbeitung von Audiosignalen und Fernsprech-Betriebssignalen in einem Fernsprechgerät .The invention relates to a telephone device which receives audio signals and telephone operating signals via a telephone network, and to a method for processing audio signals and telephone operating signals in a telephone device.
Über das öffentliche Fernsprechnetz werden verschiedene Typen von Fernsprech-Betriebssignalen übertragen, welche völlig unterschiedliche Signalpegel aufweisen. Eines der Fernsprech- Betriebssignale ist das Klingelsignal, welches eine Amplitude von 120 V besitzt. Der Gleichspannungsanteil dieses Signals beträgt 60 V. Außerdem werden über das Fernsprechnetz Gebüh- reneinheitensignale (Meterpulse-Signale) übertragen, deren Signalamplitude 12 V beträgt. Darüber hinaus werden Anrufer- KennungsSignale über das Netz übermittelt (CID: Caller Iden- tification) .Various types of telephone operating signals are transmitted over the public telephone network, which have completely different signal levels. One of the telephone operating signals is the ringing signal, which has an amplitude of 120 V. The DC voltage component of this signal is 60 V. In addition, charge unit signals (meter pulse signals) whose signal amplitude is 12 V are transmitted via the telephone network. In addition, caller ID signals are transmitted over the network (CID: Caller Identification).
Die sehr unterschiedlichen Signalpegel der einzelnen Fernsprech-Betriebssignale sind historisch bedingt. So diente das Klingelsignal ursprünglich dazu, mechanische Klingelvorrich- tungen elektromagnetisch zu betätigen. Die kurzen Wechselspannungspulse des Meterpulse-Signals dienten als Zählimpulse für einen mechanischen Gebührenzähler.The very different signal levels of the individual telephone operating signals are historical. The bell signal was originally used to actuate mechanical bell devices electromagnetically. The short alternating voltage pulses of the meter pulse signal served as counting pulses for a mechanical charge meter.
Wegen der stark unterschiedlichen Spannungspegel der ver- schiedenen Signale ist es auch in modernen Fernsprechgeräten notwendig, diese Signale im Empfangspfad mittels diskreter Bauelemente auszukoppeln und separat zu verarbeiten. Es müssen also bislang in jedem Fernsprechgerät separate, diskret aufgebaute Auswerteschaltungen für die verschiedenen Typen von Fernsprech-Betriebssignalen vorgesehen sein. Hinzu kommt, daß in den verschiedenen Staaten unterschiedliche Standards für die verschiedenen Fernsprech- Betriebssignale existieren. Zum einen weichen die Signalpegel des Klingelsignals, des Meterpulse-Signals etc. in den ver- schiedenen nationalen Fernsprechnetzen voneinander ab. Zum anderen werden die verschiedenen Fernsprech-Betriebssignale auch in unterschiedlichen Formaten übertragen. Während in einigen nationalen Standards die Übertragung der Anrufer- Kennung im FSK-Format (Frequency Shift Keying) vorgesehen ist, erfordern andere Standards die Übertragung dieser Kennung im DTMF-Format (Dual Tone Multi Frequency) . Um diese Anrufer-Kennungen gemäß den verschiedenen nationalen Normen auswerten zu können, sind daher zusätzliche, diskret aufgebaute Auswerteschaltungen erforderlich. Ein Fernsprechgerät, das in hohen Stückzahlen produziert und in verschiedenen Staaten einsetzbar sein soll, muß daher mit verschiedenen diskreten Auswerteschaltungen ausgestattet werden. Dem Vorteil höherer Stückzahlen steht daher der Nachteil eines erhöhten Bauteileaufwands gegenüber.Because of the very different voltage levels of the different signals, it is also necessary in modern telephone sets to decouple these signals in the reception path by means of discrete components and to process them separately. So far, separate, discretely constructed evaluation circuits for the different types of telephone operating signals have to be provided in each telephone set. In addition, different standards exist for the different telephone operating signals in the different states. On the one hand, the signal levels of the bell signal, the meter pulse signal, etc. differ in the various national telephone networks. On the other hand, the different telephone operating signals are also transmitted in different formats. While some national standards provide for the transmission of the caller ID in FSK (Frequency Shift Keying) format, other standards require the transmission of this ID in DTMF (Dual Tone Multi Frequency) format. In order to be able to evaluate these caller identifiers in accordance with the various national standards, additional, discretely constructed evaluation circuits are required. A telephone device that is to be produced in large numbers and is to be used in different countries must therefore be equipped with various discrete evaluation circuits. The advantage of higher quantities is offset by the disadvantage of increased component costs.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Fernsprechgerät sowie ein Verfahren zur Verarbeitung von Fernsprechsignalen zur Verfügung zu stellen, welches mit einem geringeren Bauteileaufwand realisierbar ist und welches eine Anpassung an ver- schiedene Fernsprechnetz-Standards ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a telephone set and a method for processing telephone signals which can be implemented with less component expenditure and which enables adaptation to different telephone network standards.
Diese Aufgabe wird er indungsgemäß durch ein Fernsprechgerät zum Anschluß an ein Fernsprechgerät nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Verarbeitung von Fernsprech-Betriebssignalen und Audiosignalen in einem Fernsprechgerät nach Anspruch 21 gelöst .This object is achieved according to the invention by a telephone set for connection to a telephone set according to claim 1 and a method for processing telephone operating signals and audio signals in a telephone set according to claim 21.
Das erfindungsgemäße Fernsprechgerät ist zum Anschluß an ein Fernsprechnetz geeignet und kann entweder in einem Wartemodus oder in einem Gesprächsmodus betrieben werden. Im Regelfall entspricht der Wartemodus dem Betriebsmodus bei aufgelegtem Hörer. Im Wartemodus werden erste Fernsprech-Betriebssignale empfangen. Dieses können z.B. Klingelsignale sein. Im Gesprächsmodus werden Audiosignale, welche in erster Linie Sprachsignale sind, sowie zweite Fernsprech-Betriebssignale empfangen, beispielsweise Gebühreneinheitensignale.The telephone set according to the invention is suitable for connection to a telephone network and can be operated either in a waiting mode or in a talk mode. As a rule, the waiting mode corresponds to the operating mode with the handset on-hook. In the waiting mode the first telephone operating signals receive. These can be ring signals, for example. In call mode, audio signals, which are primarily voice signals, as well as second telephone operating signals, for example charge unit signals, are received.
Erfindungsgemäß umfaßt das Fernsprechgerät Mittel zur Signalumformung, welche in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ der empfangenen Fernsprech-Betriebssignale eine Signalumformung dieser Signale vornehmen. Außerdem umfaßt das Fern- sprechgerät mindestens einen integrierten Schaltkreis, der sowohl die Audiosignale als auch die Fernsprech- Betriebssignale verarbeitet. Durch diese Maßnahme können diskret aufgebaute Schaltungen, die zur Auskopplung der verschiedenen Fernsprech-Betriebssignale dienten, komplett ein- gespart werden. Dadurch wird ein kostengünstigerer und kompakterer Aufbau des Fernsprechgeräts ermöglicht.According to the invention, the telephone set comprises means for signal conversion which, depending on the mode and / or the type of the received telephone operating signals, carry out a signal conversion of these signals. In addition, the telephony device comprises at least one integrated circuit that processes both the audio signals and the telephone operating signals. This measure completely eliminates the need for discrete circuits that were used to decouple the various telephone operating signals. This enables a cheaper and more compact structure of the telephone set.
Die Fernsprechsignale werden gemeinsam durch integrierte Schaltkreise ausgewertet. Bei diesen integrierten Schaltkrei- sen kann es sich um analoge Schaltkreise oder um digitale Signalprozessoren handeln. Dadurch können die historisch bedingt sehr unterschiedlichen Fernsprechsignale einer einheitlichen Signalauswertung unterworfen werden. Dies ermöglicht es, Fernsprech-Betriebssignale wie die Anrufer-Kennungen, die bislang nur in teureren Fernsprechgeräten ausgewertet werden konnten, auch in kostengünstigeren Geräten zu verarbeiten.The telephone signals are evaluated together by integrated circuits. These integrated circuits can be analog circuits or digital signal processors. As a result, the historically very different telephone signals can be subjected to a uniform signal evaluation. This makes it possible to process telephone operating signals such as the caller identifiers, which until now could only be evaluated in more expensive telephone sets, also in cheaper devices.
Ein weiterer Vorteil bei der gemeinsamen Auswertung der Signale ist, daß die Art und Weise der Signalauswertung durch Umprogrammieren des integrierten Schaltkreises verändert werden kann. Dadurch ist eine Anpassung des Fernsprechgeräts an die Fernsprechstandards verschiedener Länder und insbesondere an die unterschiedlich festgelegten Fernsprech- Betriebssignale möglich. Insbesondere ist es möglich, ein Fernsprechgerät herzustellen, welches sämtliche in Europa verwendeten Fernsprechstandards verarbeiten kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Signalpegel der empfangenen Signale in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ des empfangenen Signals durch die Mittel zur Signalumformung angepaßt . Die über das Fernsprech- netz empfangenen Signale sind durch höchst unterschiedliche Signalpegel gekennzeichnet. Die Klingelsignale weisen eine Amplitude von 120 V (bei einem Gleichspannungsanteil von etwa 60 V) auf, die maximalen Pegelwerte der Meterpulse-Signale liegen bei etwa 12 V, und die Amplitude der Sprachsignale be- trägt etwa 3 V. Sollen die empfangenen Signale durch mindestens einen integrierten Schaltkreis gemeinsam verarbeitet werden, so müssen sie zuerst so umgeformt werden, daß ihre Signalpegel nach der Umformung einander in etwa entsprechen. Dies ist die Aufgabe der Mittel zur Signalumformung.Another advantage of evaluating the signals together is that the way in which the signals are evaluated can be changed by reprogramming the integrated circuit. This makes it possible to adapt the telephone set to the telephone standards of different countries and in particular to the differently defined telephone operating signals. In particular, it is possible to manufacture a telephone device that can process all telephone standards used in Europe. According to an advantageous embodiment of the invention, the signal levels of the received signals are adapted as a function of the mode and / or the type of the received signal by the means for signal conversion. The signals received via the telephone network are characterized by very different signal levels. The bell signals have an amplitude of 120 V (with a DC voltage component of approximately 60 V), the maximum level values of the meter pulse signals are approximately 12 V, and the amplitude of the voice signals is approximately 3 V. an integrated circuit are processed together, they must first be transformed so that their signal levels correspond to each other after the transformation. This is the task of the means for signal conversion.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß es sich bei dem mindestens einen integrierten Schaltkreis um einen integrierten analogen Schaltkreis handelt. Dies hat den Vorteil, daß eine Analog/Digital-Wandlung sowie eine spätere Digital/Analog-Wandlung der Audiosignale entfallen kann. Die empfangenen Signale können durchgehend analog verarbeitet werden; eine digitale Zwischenverarbeitung der Signale wird überflüssig.A further advantageous embodiment of the invention provides that the at least one integrated circuit is an integrated analog circuit. This has the advantage that an analog / digital conversion and a later digital / analog conversion of the audio signals can be omitted. The received signals can be processed analogue throughout; digital intermediate processing of the signals is no longer necessary.
Alternativ dazu ist es von Vorteil, wenn der mindestens eine integrierte Schaltkreis eine Analog/Digital-Wandlereinheit sowie eine nachfolgend angeordnete digitale Signalprozessoreinheit umfaßt . Dabei sind der Analog/Digitalwandler und der digitale Signalprozessor bevorzugt auf einem Chip inte- griert, so daß die gesamte SignalVerarbeitung durchAlternatively, it is advantageous if the at least one integrated circuit comprises an analog / digital converter unit and a digital signal processor unit arranged downstream. The analog / digital converter and the digital signal processor are preferably integrated on one chip, so that the entire signal processing is carried out
(mindestens) einen integrierten Schaltkreis erfolgen kann. Bei der Signalverarbeitung gibt es derzeit einen Trend hin zur Verwendung digitaler Signalprozessoren. Sobald das empfangene Signal in digitalisierter Form vorliegt, kann es durch eine digitale Signalprozessoreinheit in frei definierbarer Weise weiterverarbeitet werden. Im vorliegenden Fall kann durch einfache Umprogra mierung eine Anpassung der Si- gnalverarbeitung an die Fernsprechnetz-Standards verschiedener Länder erreicht werden. Digitale Signalprozessoren ermöglichen insofern eine flexiblere Auswertung der empfangenen Signale.(at least) one integrated circuit can be made. In signal processing, there is currently a trend towards using digital signal processors. As soon as the received signal is in digitized form, it can be further processed by a digital signal processor unit in a freely definable manner. In the present case, an adjustment of the si Signal processing to the telephone network standards of different countries can be achieved. In this respect, digital signal processors enable a more flexible evaluation of the received signals.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung digitaler Signalprozessoren ist, daß ein einmal erstelltes Chipdesign für einen Auswertechip für Fernsprechgeräte auch für künftige Chipgene- rationen verwendet werden kann. Bei digitaler Logik ist in der Regel eine einfache Übertragung des Logikdesigns auf spätere Generationen von CMOS-Strukturen möglich.Another advantage of using digital signal processors is that once a chip design has been created for an evaluation chip for telephone sets, it can also be used for future chip generations. With digital logic, it is generally possible to simply transfer the logic design to later generations of CMOS structures.
Auch wird eine digitale Verarbeitung dem steigenden Interesse an komfortablen Fernsprechgeräten gerecht. So wird beispiels- weise die Speicherung der Anrufer-Kennungen oder auch einer mündlich vorliegenden Nachricht in einfacher und flexibler Weise möglich.Digital processing also meets the increasing interest in comfortable telephone sets. For example, it is possible to save the caller ID or an oral message in a simple and flexible way.
Vorteilhafterweise umfassen die während des Wartemodus emp- fangenen ersten Fernsprech-Betriebssignale KlingelSignale,The first telephone operating signals received during the waiting mode advantageously include ringing signals,
Gebühreneinheitensignale sowie Anrufer-Kennungen. Der Empfang von Gebühreneinheitensignalen ist im Wartemodus insofern notwendig, als daß diese Signale auch nach Abschluß eines Gesprächs noch übermittelt werden können. Ebenso werden A ru- fer-Kennungen in diesem Modus von der Vermittlungsstelle zum Fernsprechgerät übertragen.Charge unit signals and caller IDs. The reception of charge unit signals is necessary in the waiting mode insofar as these signals can still be transmitted even after a call has ended. Caller IDs are also transmitted from the exchange to the telephone in this mode.
Die während des Gesprächsmodus empfangenen zweiten Fernsprech-Betriebssignale umfassen vorteilhafterweise Gebühren- einheitensignale sowie Anrufer-Kennungen.The second telephone operating signals received during the conversation mode advantageously include charge unit signals and caller identifiers.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der mindestens eine integrierte Schaltkreis separate Eingänge für die im Wartemodus und die im Gesprächsmodus empfan- genen Signale aufweist. Die im Wartemodus und im Gesprächsmodus empfangenen Signale werden über unterschiedlich ausgelegte Pfade geführt. Ein Grund dafür ist, daß nach Maßgabe der Telekommunikationsbehörden dem Fernsprechnetz im Wartemodus, also bei aufgelegtem Hörer, keine Leistung entnommen werden darf. Außerdem wird durch die unterschiedlichen Pfade ein Interferieren der über die einzelnen Pfade übertragenen Signale verhindert. Die beiden Pfade, welche für die im Wartemodus empfangenen Signale und die im Gesprächsmodus empfangenen Signale ausgelegt sind, werden dem integrierten Schaltkreis über separate Eingänge zugeführt . Dadurch können die Signale auch im integrierten Schaltkreis einer unterschiedlichen (Vor-) Verarbeitung unterworfen werden.An advantageous embodiment of the invention provides that the at least one integrated circuit has separate inputs for the signals received in the waiting mode and the signals received in the talk mode. The signals received in waiting mode and in talk mode are routed along differently designed paths. One reason for this is that according to the Telecommunications authorities may not take any power from the telephone network in waiting mode, i.e. when the handset is on hook. In addition, the different paths prevent interference of the signals transmitted over the individual paths. The two paths, which are designed for the signals received in the waiting mode and the signals received in the talk mode, are fed to the integrated circuit via separate inputs. As a result, the signals can also be subjected to different (preprocessing) in the integrated circuit.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden die im Wartemodus empfangenen Signale und die im Gesprächsmodus empfangenen Signale den nachfolgenden Verarbeitungsstufen im Multiplexbetrieb zugeführt. Aufgrund dieser Maßnahme können die Signale beider Modi gemeinsam verarbeitet werden. Der Multiplexer ist bevorzugt auf dem mindestens einen zur Signalverarbeitung dienenden Chip integriert .According to a preferred embodiment of the invention, the signals received in the waiting mode and the signals received in the talk mode are fed to the subsequent processing stages in multiplex mode. Due to this measure, the signals of both modes can be processed together. The multiplexer is preferably integrated on the at least one chip used for signal processing.
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Signalumformung einen Spannungsabhängigen Widerstand umfassen, der die Anschlußleitungen an das Fernsprechnetz miteinander verbindet. Ein spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) ist durch eine nichtlineare Kennlinie gekennzeichnet und leitet bei hohen Spannungen besser als bei niedrigen Spannungen. Bei hohen Spannungsspitzen aus dem Fernsprechnetz, wie sie etwa bei elektromagnetischen Störungen (Blitzschlag) auftreten, weist dieses Bauteil einen geringen Widerstand auf und fungiert so- mit als ein erstes Überspannungsschutzelement für die nachfolgend angeordneten Baugruppen. Spannungsabhängige Widerstände zeichnen sich durch geringe Herstellungskosten aus .Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the means for signal conversion comprise a voltage-dependent resistor that connects the connecting lines to the telephone network. A voltage-dependent resistor (varistor) is characterized by a non-linear characteristic and conducts better at high voltages than at low voltages. In the event of high voltage peaks from the telephone network, such as occur with electromagnetic interference (lightning strike), this component has a low resistance and thus functions as a first overvoltage protection element for the subsequently arranged modules. Voltage-dependent resistors are characterized by low manufacturing costs.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur Signalumformung differentielle AC-Glieder, durch die der Signalpfad für die im Wartemodus empfangenen Signale vom Fernsprechnetz entkoppelt ist. Diese differentiellen AC-Glieder stellen Hochpaß- filter dar und übertragen lediglich den Wechselspannungsan- teil der Signale oberhalb einer bestimmten Abschneidefrequenz. Dieser Wechselspannungsanteil enthält bei den Signalen des Fernsprechnetzes sämtliche relevanten Informationen. Durch die Unterdrückung eines Gleichspannungsanteils wird die Leistungsentnahme aus dem Fernsprechnetz unterbunden.The means for signal conversion advantageously comprise differential AC elements, by means of which the signal path for the signals received in waiting mode is decoupled from the telephone network. These differential AC elements are high-pass filters and only transmit the AC voltage component of the signals above a certain cut-off frequency. This AC voltage component contains all relevant information for the signals of the telephone network. The suppression of a DC voltage component prevents the power consumption from the telephone network.
Des weiteren ist es von Vorteil, daß die Mittel zur Signalumformung hochohmige Spannungsteiler aufweisen, die den diffe- rentiellen AC-Gliedern nachfolgend im Signalpfad angeordnet sind. Diese hochohmigen Spannungsteiler dienen zum einen als ein weiterer Schutz vor Spannungsspitzen, zum anderen wird durch sie gewährleistet, daß der Arbeitspunkt der durch die differentiellen AC-Glieder empfangenen Signale sich in dem Bereich befindet, der durch die Betriebsspannung des Fernsprechgeräts vorgegeben ist . Außerdem ergibt sich aus der hochohmigen Auslegung der Widerstände ein geringer Stromverbrauch und eine hohe Empfindlichkeit.Furthermore, it is advantageous that the means for signal conversion have high-resistance voltage dividers, which are arranged downstream of the differential AC elements in the signal path. These high-resistance voltage dividers serve on the one hand as a further protection against voltage peaks, on the other hand they ensure that the operating point of the signals received by the differential AC elements is in the range which is predetermined by the operating voltage of the telephone set. The high-resistance design of the resistors also results in low power consumption and high sensitivity.
Eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur Signalumformung mindestens eine regelbare Verstärkereinheit umfassen. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Mittel zur Signalumformung mindestens eine Schaltung zur Bestimmung der maximalen Pegelwerte umfassen, wobei die Verstärkung in Abhängigkeit von den erfaßten Pegel- werten eingestellt wird. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die regelbare Verstärkereinheit sowie die Schaltung zur Bestimmung der maximalen Pegelwerte auf dem mindestens einen Chip für die SignalVerarbeitung integriert sind.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the means for signal conversion comprise at least one controllable amplifier unit. In addition, it is advantageous if the means for signal conversion comprise at least one circuit for determining the maximum level values, the amplification being set as a function of the level values detected. It is particularly advantageous if the controllable amplifier unit and the circuit for determining the maximum level values are integrated on the at least one chip for signal processing.
Mittels der regelbaren Verstärkereinheit sind die Pegel der eingehenden Signale derart einstellbar, daß sie den erlaubten Spannungsbereich der nachfolgend angeordneten Schaltungen voll ausschöpfen. Die Einstellung der Verstärkung geschieht dabei bevorzugt in Abhängigkeit von dem erfaßten maximalen Pegelwert der Signale. Dadurch wird eine möglichst hohe Empfindlichkeit der Signalauswertung gewährleistet. Außerdem können sehr hohe eingehende Signalpegel durch kleine Verstärkungsfaktoren oder gar durch Verstärkungsfaktoren < 0 dB für die Verarbeitung in den nachfolgend angeordneten Schaltungen angepaßt werden.The level of the incoming signals can be adjusted by means of the controllable amplifier unit in such a way that they fully utilize the permitted voltage range of the circuits arranged subsequently. The gain is preferably set as a function of the detected maximum level value of the signals. This ensures the highest possible sensitivity of the signal evaluation. Moreover very high incoming signal levels can be adapted by small amplification factors or even by amplification factors <0 dB for processing in the circuits arranged below.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist die mindestens eine regelbare Verstärkereinheit als Bereichswahlschaltung für den Analog/Digital-Wandler ausgebildet. Bei Analog/Digital-Wandlern kann der Eingangsbereich in Zweierpotenzen variiert werden. Der vom Analog/Digital-According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one controllable amplifier unit is designed as a range selection circuit for the analog / digital converter. With analog / digital converters, the input range can be varied in powers of two. The analog / digital
Wandler einlesbare Spannungsbereich kann dadurch bestmöglich genutzt werden, um so eine möglichst hohe Auflösung der digitalisierten Signale zu erzielen.The voltage range that can be read by the converter can be used in the best possible way in order to achieve the highest possible resolution of the digitized signals.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Signalumformung mindestens ein frequenzselektives Dämpfungsglied umfassen. Ein frequenzselektives Dämpfungsglied stellt eine einfache Maßnahme dar, um ein Fernsprechsignal einer bestimmten Frequenz zu dämpfen. Beispielsweise weisen die Gebührenein- heitensignale eine konstante Frequenz von 12 kHz bzw. 16 kHz auf und können durch ein solches frequenzselektives Dämpfungsglied abgeschwächt werden.Another particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the means for signal conversion comprise at least one frequency-selective attenuator. A frequency selective attenuator is a simple measure to attenuate a telephone signal of a certain frequency. For example, the charge unit signals have a constant frequency of 12 kHz or 16 kHz and can be attenuated by such a frequency-selective attenuator.
Von Vorteil ist es des weiteren, daß das frequenzselektive Dämpfungsglied im Signalpfad für die im Gesprächsmodus empfangenen Signale angeordnet ist. Da sämtliche im Gesprächsmodus empfangenen Signale auf dem gleichen Pfad verarbeitet werden, wird durch diese Maßnahme sichergestellt, daß insbe- sondere die Gebühreneinheitensignale vom Benutzer des Fernsprechgeräts nicht hörbar sind, sie aber trotzdem noch in den nachfolgend angeordneten Schaltungen verarbeitet werden können.It is also advantageous that the frequency-selective attenuator is arranged in the signal path for the signals received in the talk mode. Since all the signals received in the conversation mode are processed on the same path, this measure ensures that in particular the charge unit signals are not audible by the user of the telephone, but can still be processed in the circuits arranged below.
Das frequenzselektive Dämpfungsglied umfaßt vorteilhafterweise einen ParallelSchwingkreis, dessen Resonanzfrequenz beispielsweise an die Frequenz eines bestimmten Typs von empfan- genen Fernsprech-Betriebssignalen angepaßt ist. Ein Parallelschwingkreis ist durch eine mit einer Kapazität parallelgeschaltete Induktivität gekennzeichnet und wirkt als Bandsperre für eingehende Signale einer definierten Frequenz. Die Resonanzfrequenz wird durch die Werte der Kapazität und der Induktivität bestimmt. Beispielsweise liegt die Frequenz der Gebühreneinheitensignale bei 12 kHz bzw. 16 kHz und kann bei geeigneter Auslegung der Komponenten des Parallelschwingkreises durch diesen gedämpft werden.The frequency-selective attenuator advantageously comprises a parallel resonant circuit, the resonance frequency of which depends, for example, on the frequency of a certain type of received gene telephone operating signals is adapted. A parallel resonant circuit is characterized by an inductance connected in parallel with a capacitance and acts as a bandstop for incoming signals of a defined frequency. The resonance frequency is determined by the values of the capacitance and the inductance. For example, the frequency of the charge unit signals is 12 kHz or 16 kHz and can be damped by the parallel resonant circuit if the components are suitably designed.
Außerdem ist es von Vorteil, daß ein Widerstand parallel zu dem Parallelschwingkreis geschaltet ist. Diese Maßnahme hat zum Vorteil, daß die empfangenen Signale, deren Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises lie- gen, lediglich soweit gedämpft werden, daß sie für die nachfolgend angeordneten Schaltungen noch verarbeitbar sind. Insbesondere ist es mit einer derartigen Schaltung möglich, den Pegel der Gebühreneinheitensignale an den Pegel der Audiosignale anzugleichen.It is also advantageous that a resistor is connected in parallel to the parallel resonant circuit. This measure has the advantage that the received signals, the frequencies of which are in the range of the resonance frequency of the parallel resonant circuit, are only attenuated to such an extent that they can still be processed by the subsequently arranged circuits. In particular, it is possible with such a circuit to adjust the level of the charge unit signals to the level of the audio signals.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Signalumformung Überspannungs- schutzelemente zur Absicherung der Eingänge des mindestens einen integrierten Schaltkreises. Beispielsweise können für diese Überspannungsschutzelemente Zener-Diodenschaltungen genutzt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Bauelemente besteht darin, daß Signale mit großer Signalamplitude geclippt werden und daß auf diese Weise eine Signalpegelanpassung erfolgt. Insbesondere gilt dies für die Klingelsignale, welche hohe Pegelwerte aufweisen.According to a further preferred embodiment of the invention, the means for signal conversion include overvoltage protection elements for protecting the inputs of the at least one integrated circuit. For example, Zener diode circuits can be used for these overvoltage protection elements. Another advantage of these components is that signals with large signal amplitudes are clipped and that signal level adjustment takes place in this way. This applies in particular to the ringing signals which have high level values.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung von Fernsprech-Betriebssignalen und Audiosignalen in einem Fernsprechgerät umfaßt folgende Schritte: a) Empfangen von ersten Fernsprech-Betriebssignalen im Wartemodus bzw. von zweiten Fernsprech-Betriebssignalen und Audiosignalen im Gesprächsmodus; b) Durchführen einer Pegelanpassung in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ der empfangenen Fernsprech- Betriebssignale; c) gemeinsames Auswerten sowohl der Audiosignale als auch der Fernsprech-Betriebssignale.The method according to the invention for processing telephone operating signals and audio signals in a telephone set comprises the following steps: a) receiving first telephone operating signals in waiting mode or second telephone operating signals and audio signals in conversation mode; b) performing a level adjustment depending on the mode and / or the type of the received telephone operating signals; c) joint evaluation of both the audio signals and the telephone operating signals.
Die Signale, die über das Fernsprechnetz empfangen werden, weisen sehr unterschiedliche Signalpegel auf. Damit sie einer gemeinsamen Auswertung zugänglich gemacht werden, müssen sie zunächst derart umgeformt werden, daß sie nach der Umformung in einem ähnlichen Pegelbereich liegen. Die gemeinsame Auswertung sämtlicher Fernsprech-Betriebssignale und Audiosignale reduziert die Anzahl der für die Signalverarbeitung benötigten elektronischen Bauelemente drastisch. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstiger als bisherige Verfahren betrieben werden.The signals received over the telephone network have very different signal levels. In order for them to be made available for joint evaluation, they must first be reshaped in such a way that after reshaping they are in a similar level range. The joint evaluation of all telephone operating signals and audio signals drastically reduces the number of electronic components required for signal processing. As a result, the method according to the invention can be operated more cost-effectively than previous methods.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to several exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild des erfindungsgemäßenFig. 1 is an overview circuit diagram of the invention
Fernsprechgeräts, bei dem die Fernsprechsignale in digitaler Form verarbeitet werden;Telephone apparatus in which the telephone signals are processed in digital form;
Fig. 2 eine entsprechende Schaltung eines Fernsprechgeräts für analoge SignalVerarbeitung.Fig. 2 shows a corresponding circuit of a telephone set for analog signal processing.
Über das Fernsprechnetz werden sowohl Audiosignale als auch Fernsprech-Betriebssignale übertragen. Der Anschluß an das jeweilige Fernsprechnetz erfolgt in der Regel über zwei Anschlußleitungen, die in Fig. 1 mit La und Lb bezeichnet sind. Darüber hinaus können weitere Anschlußleitungen vorgesehen sein. Beispielsweise ist im deutschen Fernsprechnetz-Standard eine zusätzliche Weckerleitung sowie eine Erdleitung vorgesehen, so daß ein Fernsprechanschluß vier Fernsprechleitungen umfaßt . Zwischen den Anschlußleitungen La und Lb liegt ständig eine Gleichspannung von ca. 60 V an. Über die Anschlußleitungen La und Lb werden sowohl die Audiosignale als auch die sonstigen Fernsprech-Betriebssignale übertragen. Eines dieser Betriebs- Signale ist das Klingelsignal bzw. Ringing-Signal, das ankommende Anrufe signalisiert. Der Gleichspannung von 60 V ist hierbei ein Wechselspannungsanteil mit einer Frequenz von 15 bis 75 Hz überlagert. Dieser überlagerte Wechselspannungsan- teil weist eine Amplitude von ebenfalls ca. 60 V auf, so daß das GesamtSignal bis zu 120 V Amplitude aufweisen kann.Both audio signals and telephone operating signals are transmitted over the telephone network. The connection to the respective telephone network is usually made via two connecting lines, which are designated in Fig. 1 with La and Lb. In addition, further connection lines can be provided. For example, in the German telephone network standard, an additional alarm line and an earth line are provided, so that a telephone connection comprises four telephone lines. There is a constant DC voltage of approx. 60 V between the connecting lines La and Lb. Both the audio signals and the other telephone operating signals are transmitted via the connecting lines La and Lb. One of these operating signals is the ringing signal or ringing signal, which signals incoming calls. The DC voltage of 60 V is superimposed on an AC voltage component with a frequency of 15 to 75 Hz. This superimposed AC voltage component also has an amplitude of approximately 60 V, so that the overall signal can have an amplitude of up to 120 V.
Weiterhin werden über die Anschlußleitungen La und Lb Gebühreneinheitensignale übertragen, die auch als Meterpulse- Signale bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um Wechselspannungssignale von definierter Dauer (100 msec) , wobei jeder übertragene Puls eine aufgelaufene Gebühreneinheit anzeigt. In den gängigen europäischen Fernsprechnetz-Standards sind Frequenzen von 12 kHz bzw. 16 kHz für das Meterpulse- Signal vorgesehen. Die Amplitude des Meterpulse-Signals beträgt 12 V und entspricht damit etwa der vierfachen Amplitude des Audiosignals.Charge unit signals, which are also referred to as meter pulse signals, are also transmitted via the connecting lines La and Lb. These are AC signals of a defined duration (100 msec), with each transmitted pulse indicating an accumulated charge unit. In the common European telephone network standards, frequencies of 12 kHz or 16 kHz are provided for the meter pulse signal. The amplitude of the meter pulse signal is 12 V, which is about four times the amplitude of the audio signal.
Bei ankommenden Anrufen wird ein Anrufer-Kennungssignal (auch als Caller ID bezeichnet) übertragen, um dem Angerufenen die Telefonnummer des Anrufers anzeigen zu können. Zur Übertragung dieser Caller ID werden in Europa zwei verschiedene Standards verwendet, FSK (Frequency Shift Keying) und DTMF (Dual Tone Multi Frequency) . Im FSK-Standard werden die Anru- fer-Kennungen frequenzmoduliert, während beim DTMF-Verfahren eine Tonwahlsequenz zur Übertragung der Rufnummer verwendet wird. Die Amplitude des Caller-ID-Signals liegt in der Größenordnung von 2 V, also etwa in der Größenordnung der Audio- Signale .For incoming calls, a caller ID signal (also called Caller ID) is transmitted in order to be able to show the called party the telephone number of the caller. Two different standards are used in Europe to transmit this Caller ID, FSK (Frequency Shift Keying) and DTMF (Dual Tone Multi Frequency). In the FSK standard, the caller IDs are frequency modulated, while in the DTMF method a tone dialing sequence is used to transmit the number. The amplitude of the caller ID signal is of the order of 2 V, that is to say of the order of the audio signals.
In einigen Fernsprechnetz-Standards ist darüber hinaus ein Umpolsignal (ein sogenanntes Line Reversal) vorgesehen, bei dem die Polung der Anschlüsse La und Lb vertauscht wird. Dieses Umpolsignal ist aber nicht in allen europäischen Standards vorgesehen.In some telephone network standards, a polarity reversal signal (a so-called line reversal) is also provided for where the polarity of the connections La and Lb is exchanged. However, this polarity reversal signal is not provided for in all European standards.
Die beiden Anschlußleitungen La und Lb sind in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellt. Diese Anschlußleitungen sind durch einen spannungsabhängigen Widerstand VDR verbunden, der im Normalbetrieb hochohmig ist (> 1 MΩ) und wenig Strom zieht. Dieser spannungsabhängige Widerstand VDR besitzt eine nicht- lineare Strom-Spannungs-Kennlinie; bei hohen anliegendenThe two connecting lines La and Lb are shown in Fig. 1 on the left side. These connecting lines are connected by a voltage-dependent resistor VDR, which is high-resistance (> 1 MΩ) in normal operation and draws little current. This voltage-dependent resistor VDR has a non-linear current-voltage characteristic; at high-lying
Spannungen wird er zunehmend leitend. Dadurch können nachfolgende Schaltungsteile vor eventuell auftretenden Spannungs- spitzen (elektromagnetisch eingekoppelte Störungen, Blitzeinschlag, etc.) wirkungsvoll geschützt werden, da die jeweils auftretende Überspannung abgeleitet wird.He is becoming increasingly tense. As a result, subsequent circuit parts can be effectively protected against potential voltage peaks (electromagnetic interference, lightning strikes, etc.), since the overvoltage that occurs is derived.
Ein Fernsprechgerät wird in zwei Betriebsmodi verwendet, in einem Wartemodus bei aufgelegtem Hörer sowie in einem Gesprächsmodus. Die Vorschriften der jeweiligen Telekommunika- tionsbehörden sehen vor, daß während des Wartemodus keine Leistung aus dem Fernsprechnetz entnommen werden darf. Bei aufgelegtem Hörer muß daher zwischen den Anschlußleitungen La und Lb ein Widerstand von mindestens 1 MΩ (in einigen Standards 10 MΩ) vorhanden sein.A telephone set is used in two operating modes, in a waiting mode with the handset on hook and in a talk mode. The regulations of the respective telecommunications authorities stipulate that no power may be drawn from the telephone network during the waiting mode. When the handset is on the hook, there must be a resistance of at least 1 MΩ (in some standards 10 MΩ) between the connection lines La and Lb.
Dennoch müssen auch während des Wartemodus Fernsprech- Betriebssignale empfangen und ausgewertet werden können. Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung ist für diese Signale (Ringing-Signal, Caller ID, Meterpulse-Signale) ein eigener Übertragungspfad vorgesehen, der die Signalleitungen 1 und 2, die Kapazitäten Cl und C2 sowie die Widerstände Rl bis R6 umfaßt.Nevertheless, telephone operating signals must be able to be received and evaluated even during the waiting mode. In the circuit shown in FIG. 1, a separate transmission path is provided for these signals (ringing signal, caller ID, meter pulse signals), which includes the signal lines 1 and 2, the capacitances C1 and C2 and the resistors R1 to R6.
Der für die Gesprächsmodus-Signale vorgesehene Pfad umfaßt die Signalleitungen 2 und 3 sowie eine Bandsperre, die aus der Kapazität C0, dem Widerstand R0 und der Induktivität L0 besteht. Die mit dem Ausgang der Bandsperre verbundene Si- gnalleitung 4 sowie die Signalleitung 2 werden dem Brük- kengleichrichter 5 zugeführt. Die Leitung 6 für das Gesprächssignal verbindet den Ausgang des Brückengleichrichters 5 mit dem p-Kanal MOSFET T2.The path provided for the talk mode signals comprises the signal lines 2 and 3 and a bandstop which consists of the capacitance C0, the resistor R0 and the inductance L0. The Si connected to the output of the band stop Signal line 4 and signal line 2 are fed to the bridge rectifier 5. The line 6 for the conversation signal connects the output of the bridge rectifier 5 to the p-channel MOSFET T2.
Während des Wartemodus ist der Gesprächspfad inaktiv geschaltet. Dies erfolgt durch das HOOK-Signal, das über den Widerstand R12 an der Basis des npn-Transistors Tl anliegt. Im Wartemodus, also bei aufgelegtem Hörer, sperrt das HOOK- Signal den Transistor Tl. Dadurch wird die mit dem Gate des p-Kanal MOSFETs T2 verbundene Signalleitung 7 über den Widerstand Rll auf positives Potential gezogen, und der p-Kanal MOSFET T2 sperrt. Während des Wartemodus fließt daher kein Gesprächsstrom Is. Dadurch wird dem Erfordernis entsprochen, während des Wartemodus keine Leistung aus dem Fernsprechnetz zu entnehmen.The call path is deactivated during the waiting mode. This is done by the HOOK signal, which is present via the resistor R12 at the base of the npn transistor Tl. In the waiting mode, that is to say with the receiver on-hook, the HOOK signal blocks the transistor T1. As a result, the signal line 7 connected to the gate of the p-channel MOSFET T2 is pulled to a positive potential via the resistor R1, and the p-channel MOSFET T2 blocks. Therefore, no conversation current I s flows during the waiting mode. This meets the requirement not to draw any power from the telephone network during the waiting mode.
Die im Wartemodus empfangenen Signale, also das Ringing- Signal, das Meterpulse-Signal sowie die Anrufer-Kennungen, werden über die Signalleitungen 1 und 2 den Kapazitäten Cl und C2 zugeführt, die zusammen mit den nachfolgend angeordneten Widerständen als AC-Glieder wirken und nur den Wechselspannungsanteil der an La und Lb anliegenden Signale übertragen.The signals received in the waiting mode, i.e. the ringing signal, the meter pulse signal and the caller IDs, are fed via the signal lines 1 and 2 to the capacitances C1 and C2, which act together with the resistors arranged below as AC elements and only transmit the AC voltage component of the signals present at La and Lb.
Dem Widerstand Rl ist ein hochohmig ausgeführter Spannungsteiler nachgeschaltet, der die Widerstände R2 und R5 umfaßt. Entsprechend speist der Ausgang des Widerstands R4 den aus R3 und R6 aufgebauten Spannungsteiler. Diese hochohmigen, dis- kret aufgebauten Spannungsteiler dienen als Schutz vor beiThe resistor R1 is followed by a high-resistance voltage divider, which includes the resistors R2 and R5. Accordingly, the output of resistor R4 feeds the voltage divider made up of R3 and R6. These high-resistance, discrete voltage dividers serve as protection against
Fernsprechleitungen immer auftretenden hohen Spannungen. Außerdem dienen sie zur Festlegung des Signal-Offsets, der sich zwischen VSS und VDD befindet und durch das Verhältnis von R2 zu R5 (bzw. von R3 zu R6) definiert wird. Der Wechselspan- nungsanteil der empfangenen Signale setzt auf diese Signal-Telephone lines always encountering high voltages. They are also used to determine the signal offset, which is located between VSS and VDD and is defined by the ratio of R2 to R5 (or from R3 to R6). The AC voltage component of the received signals relies on these signal
Offsets auf und wird den Eingängen für Wartemodus-Signale DLP und DLN des integrierten Schaltkreises 8 zugeführt. Die Ein- gänge DLP und DLN sind als differentielle Signaleingänge ausgeführt, damit Störungen, welche auf beide Signalleitungen gleichmäßig einwirken, eliminiert werden können.Offsets on and is fed to the inputs for wait mode signals DLP and DLN of the integrated circuit 8. The A- gears DLP and DLN are designed as differential signal inputs so that interference that affects both signal lines equally can be eliminated.
Die weitere Signalverarbeitung wird durch den integrierten Schaltkreis 8 vorgenommen, auf dem sämtliche zur weiteren Signalverarbeitung dienenden Einheiten integriert sind. Die Eingänge DLP und DLN des integrierten Schaltkreises 8 für die Wartemodus-Signale sind jeweils durch eines der beiden Über- spannungsschutzelemente Dl und D2 abgesichert. Diese Überspannungsschutzelemente sind aus Zenerdioden aufgebaut, wobei unabhängig von der Polarität des eingehenden Signals stets eine Diode in Flußrichtung, die andere in Sperrichtung gepolt ist. Mit diesen Elementen sollen die nachfolgenden Bauelemen- te des integrierten Schaltkreises vor hohen eingehenden Spannungsspitzen geschützt werden. Außerdem erfolgt ein Clipping der Signalamplituden der KlingelSignale.The further signal processing is carried out by the integrated circuit 8, on which all units serving for further signal processing are integrated. The inputs DLP and DLN of the integrated circuit 8 for the wait mode signals are each protected by one of the two overvoltage protection elements D1 and D2. These overvoltage protection elements are made up of Zener diodes, with one diode in the flow direction and the other in the reverse direction, regardless of the polarity of the incoming signal. These elements are intended to protect the subsequent components of the integrated circuit against high incoming voltage peaks. In addition, the signal amplitudes of the bell signals are clipped.
Die Eingänge DLP und DLN des integrierten Schaltkreises 8 sind mit dem Analog-Multiplexer MUX verbunden. Auch der Eingang AIN für die Gesprächsmodus-Signale ist mit dem Analog- Multiplexer MUX verbunden. Die Gesprächsmodus-Signale sind als single-ended Signale ausgeführt und werden von dem Analog-Multiplexer MUX zusammen mit der Masse AIP umgesetzt. Der Analog-Multiplexer MUX leitet auf zwei Signalleitungen die an seinen Eingängen anliegenden Signale an die analoge Verstärkungsstufe 11 weiter.The inputs DLP and DLN of the integrated circuit 8 are connected to the analog multiplexer MUX. The AIN input for the talk mode signals is also connected to the MUX analog multiplexer. The call mode signals are designed as single-ended signals and are implemented by the analog multiplexer MUX together with the ground AIP. The analog multiplexer MUX forwards the signals present at its inputs to the analog amplification stage 11 on two signal lines.
Des weiteren sind die Eingänge DLP und DLN des integrierten Schaltkreises 8 mit dem Signalpeak-Detektor 9 verbunden. Dieser ermittelt die an diesen Eingängen anliegenden maximalen Spannungswerte der Wartemodus-Signale und leitet diese Information an die Verstärkungsregelung 10 weiter. Aufgabe der Verstärkungsregelung 10 ist es, die Verstärkungsfaktoren der analogen Verstärkungsstufe 11 für die Wartemodus-Signale derart einzustellen, daß möglichst der volle erlaubte Spannungsbereich der nachfolgenden Bauelemente genutzt wird. Es stehen dazu die Verstärkungsfaktoren 0 dB, 6 dB, 12 dB und 18 dB zur Verfügung. Im Normalfall wählt die Verstärkungsregelung 10 die höchste Empfindlichkeit, erst bei hohen Signalpegeln wird der Verstärkungsfaktor entsprechend reduziert. Dahingegen weist der Verstärkungsfaktor für die Gesprächsmodus-Signale stets einen konstanten Wert auf .Furthermore, the inputs DLP and DLN of the integrated circuit 8 are connected to the signal peak detector 9. This determines the maximum voltage values of the wait mode signals present at these inputs and forwards this information to the gain control 10. The task of the gain control 10 is to set the gain factors of the analog gain stage 11 for the wait mode signals in such a way that the full permitted voltage range of the subsequent components is used as far as possible. There are the gain factors 0 dB, 6 dB, 12 dB and 18 dB are available. In the normal case, the gain control 10 selects the highest sensitivity; the gain factor is reduced accordingly only at high signal levels. In contrast, the gain factor for the talk mode signals always has a constant value.
Die von der analogen Verstärkungsstufe 11 verstärkten Signale werden an den Analog/Digital-Wandler A/D weitergeleitet. Die- ser setzt die analogen Signale in digitale Signale um, so daß sie von dem nachfolgenden digitalen Signalprozessor DSP weiterverarbeitet werden können. Der digitale Signalprozessor DSP ermöglicht eine Analyse und Separierung der verschiedenen Signale. Dadurch können etwa Anrufer-Kennungen oder Gebühren- einheitensignale auf einer digitalen Anzeige des Fernsprechgeräts angezeigt werden. Die Audiosignale können anschließend von einem Digital/Analog-Wandler wieder in analoge Signale umgesetzt werden, um sie im Hörer oder Lautsprecher hörbar machen zu können.The signals amplified by the analog amplification stage 11 are passed on to the analog / digital converter A / D. This converts the analog signals into digital signals so that they can be processed further by the subsequent digital signal processor DSP. The digital signal processor DSP enables analysis and separation of the various signals. In this way, caller IDs or charge unit signals can be displayed on a digital display of the telephone set. The audio signals can then be converted back into analog signals by a digital / analog converter so that they can be heard in the receiver or loudspeaker.
Soll das Fernsprechgerät vom Wartemodus in den Gesprächsmodus umgeschaltet werden, so wird an den Eingang HOOK eine derartige Spannung angelegt, daß der npn-Transistor Tl leitet. Dadurch liegt das Gate des p-Kanal MOSFETs T2 auf Masse und ein Gesprächsstrom Is kann durch das Bauelement als Drain-Strom fließen. Dieser Strom fließt in erster Linie über den Sendetransistor T3, den Widerstand R8 und die Leitungsimpedanz ZL durch die gemeinsame Masse ab. Der Gesprächsström Is ist durch die empfangenen Sprechsignale moduliert und liegt über den Koppelkondensator C4 am Eingang AIN für Gesprächsmodus- Signale an.If the telephone set is to be switched from the waiting mode to the talk mode, a voltage is applied to the HOOK input such that the npn transistor Tl conducts. As a result, the gate of the p-channel MOSFET T2 is at ground and a conversation current I s can flow through the component as a drain current. This current flows primarily through the transmission transistor T3, the resistor R8 and the line impedance ZL through the common ground. The conversation flow I s is modulated by the received speech signals and is present via the coupling capacitor C4 at the input AIN for conversation mode signals.
Im Gesprächsmodus gehen zusätzlich Signale über den Eingang HOP in die Schaltung ein. Dieses sind die Sprechsignale des Benutzers des Fernsprechgeräts. Sie werden zunächst durch einen aus den Impedanzen ZI und Z2 aufgebauten Spannungsteiler umgeformt. Anschließend passiert nur ihr Wechselspannungsan- teil die Kapazität C3. Der aus den Widerständen R9 und RIO bestehende Spannungsteiler leitet einen Bruchteil dieses Signals über die Gateleitung 12 an das Gate des Sendetransistors T3 weiter. Der Sendetransistor T3 wird mit der Frequenz des Sprechsignals HOP moduliert. Dadurch wird auch der Gesprächsstrom Is mit dem Wechselspannungsanteil des Sprechsignals HOP moduliert, so daß der andere, entfernte Fernsprechteilnehmer einen entsprechend dem Sprechsignal modulierten Strom Is empfängt .In talk mode, additional signals go into the circuit via the HOP input. These are the speech signals from the user of the telephone set. They are first transformed by a voltage divider made up of the impedances ZI and Z2. Then only your AC voltage happens share the capacity C3. The voltage divider consisting of the resistors R9 and RIO passes on a fraction of this signal via the gate line 12 to the gate of the transmission transistor T3. The transmission transistor T3 is modulated with the frequency of the speech signal HOP. As a result, the conversation current I s is modulated with the AC voltage component of the speech signal HOP, so that the other, distant subscriber receives a current I s modulated in accordance with the speech signal.
Die aus den Leitungsimpedanzen ZL und ZL' , den Widerständen R7 und R8, dem Sendetransistor T3 und der zusätzlichen Impedanz Z3 bestehende Wheatstonesche Brücke bewirkt, daß das am Knoten 13 anliegende Signal nur entsprechend den Sprechsigna- len des entfernten Gesprächspartners moduliert ist. DieseThe Wheatstone bridge consisting of the line impedances ZL and ZL ', the resistors R7 and R8, the transmission transistor T3 and the additional impedance Z3 has the effect that the signal present at the node 13 is only modulated according to the speech signals of the distant call partner. This
Sprechsignale werden dem integrierten Schaltkreis 8 über den Koppelkondensator C4 und den Eingang AIN zugeführt . Die Wheatstonesche Brücke bewirkt, daß die eigenen Sprechsignale des Fernsprechteilnehmers, die über HOP eingekoppelt werden, nicht am Knoten 13 anliegen und deshalb auch nicht hörbar sind. Der Zweck der Wheatstoneschen Brücke ist es also, die vom Benutzer des Fernsprechgeräts übermittelten Sprechsignale HOP im Empfangspfad für die Gesprächsmodus-Signale zu unterdrücken, damit die eigene Sprache nicht vom Benutzer im Hörer wahrgenommen wird.Speech signals are fed to the integrated circuit 8 via the coupling capacitor C4 and the input AIN. The Wheatstone bridge means that the subscriber's own speech signals, which are coupled in via HOP, are not present at node 13 and are therefore also inaudible. The purpose of the Wheatstone bridge is therefore to suppress the speech signals HOP transmitted by the user of the telephone set in the reception path for the conversation mode signals so that the user's own speech is not perceived by the user in the receiver.
In Fig. 2 ist der integrierte Schaltkreis 8 eines Fernsprechgeräts dargestellt, bei welchem die Signale vollständig analog verarbeitet werden. Wieder liegen die Wartemodus-Signale an den Eingängen DLP und DLN des integrierten Schaltkreises 8 an. Die nachfolgenden Bauelemente werden von den Überspan- nungsschutzelementen Dl und D2 vor hohen Spannungsspitzen geschützt. Zusammen mit den an dem Eingang AIN anliegenden Gesprächsmodus-Signalen werden die Wartemodus-Signale vom Ana- log-Multiplexer MUX in zwei Signalleitungen umgesetzt. Dazu werden vom Signalpeak-Detektor 9 die maximalen Spannungen der Wartemodus-Signale ermittelt, so daß die Verstärkungsregelung 10 den Verstärkungsfaktor der analogen Verstärkungsstufe 11 für die Wartemodus-Signale einstellen kann. Auch hierfür stehen die Verstärkungsfaktoren 0 dB, 6 dB, 12 dB und 18 dB zur Verfügung. Die Gesprächsmodus-Signale werden von der analogen Verstärkungsstufe 11 mit einem konstanten Verstärkungsfaktor verstärkt. Anschließend werden die Signale an die analoge Signalverarbeitung 14 weitergeleitet. Dort werden sämtliche Signale durch analoge Filterschaltungen separiert und analysiert . In Fig. 2 the integrated circuit 8 of a telephone set is shown, in which the signals are processed completely analog. The wait mode signals are again present at the inputs DLP and DLN of the integrated circuit 8. The following components are protected from high voltage peaks by the surge protective elements Dl and D2. The waiting mode signals are converted into two signal lines by the analog multiplexer MUX together with the call mode signals present at the input AIN. For this purpose, the maximum voltages of the wait mode signals are determined by the signal peak detector 9, so that the gain control 10 can set the amplification factor of the analog amplification stage 11 for the wait mode signals. The gain factors 0 dB, 6 dB, 12 dB and 18 dB are also available for this. The talk mode signals are amplified by the analog amplification stage 11 with a constant amplification factor. The signals are then forwarded to the analog signal processing 14. All signals are separated and analyzed there by analog filter circuits.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Fernsprechgerät zum Anschluß an ein Fernsprechnetz, welches entweder in einem Wartemodus oder in einem Gesprächsmo- dus betrieben wird, wobei im Wartemodus erste Fernsprech- Betriebssignale empfangen werden, und wobei im Gesprächsmodus Audiosignale sowie zweite Fernsprech-Betriebssignale empfangen werden, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h - Mittel zur Signalumformung, welche in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ der empfangenen Fernsprech-Betriebssignale eine Signalumformung dieser Signale vornehmen; - mindestens einen integrierten Schaltkreis (8) , der sowohl die Signal-umgeformten Audiosignale als auch die Signal- umgeformten Fernsprech-Betriebssignale verarbeitet.1. Telephone device for connection to a telephone network, which is operated either in a waiting mode or in a conversation mode, with first telephone operating signals being received in the waiting mode, and with audio signals and second telephone operating signals being received in the conversation mode, marked by - Means for signal conversion, which carry out a signal conversion of these signals depending on the mode and / or the type of telephone operating signals received; - At least one integrated circuit (8) which processes both the signal-converted audio signals and the signal-converted telephone operating signals.
2. Fernsprechgerät nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung den Signalpegel der empfange- nen Signale in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ des empfangenen Signals anpassen.2. Telephone device according to claim 1, so that the means for signal conversion adapt the signal level of the received signals depending on the mode and / or the type of the received signal.
3. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es sich bei dem mindestens einen integrierten Schaltkreis um einen integrierten analogen Schaltkreis handelt.3. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the at least one integrated circuit is an integrated analog circuit.
4. Fernsprechgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der mindestens eine integrierte Schaltkreis eine Analog/Digital-Wandlereinheit (A/D) sowie eine nachfolgend angeordnete digitale Signalprozessoreinheit (DSP) umfaßt.4. Telephone device according to claim 1 or claim 2, so that the at least one integrated circuit comprises an analog / digital converter unit (A / D) and a subsequently arranged digital signal processor unit (DSP).
5. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die während des Wartemodus empfangenen ersten Fernsprech- Betriebssignale Klingelsignale, Gebühreneinheitensignale sowie Anrufer-Kennungen umfassen.5. Telephone device according to one of the preceding claims, characterized in that the first telephone operating signals received during the waiting mode include ringing signals, charge unit signals and caller IDs.
6. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die während des Gesprächsmodus empfangenen zweiten Fernsprech-Betriebssignale Gebühreneinheitensignale sowie Anrufer-Kennungen umfassen.6. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the second telephone operating signals received during the conversation mode include charge unit signals and caller IDs.
7. Fernsprechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der mindestens eine integrierte Schaltkreis (8) separate Eingänge (DLP, DLN sowie AIN) für die im Wartemodus und die im Gesprächsmodus empfangenen Signale aufweist.7. Telephone device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one integrated circuit (8) has separate inputs (DLP, DLN and AIN) for the signals received in the waiting mode and the signals received in the conversation mode.
8. Fernsprechgerät nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die im Wartemodus empfangenen Signale und die im Gesprächsmo- dus empfangenen Signale der nachfolgenden Verarbeitungsstufe im Multiplexbetrieb zugeführt werden.8. Telephone device according to claim 7, so that the signals received in the waiting mode and the signals received in the conversation mode are fed to the subsequent processing stage in multiplex operation.
9. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung einen spannungsabhängigen Widerstand (VDR) umfassen, der die Anschlußleitungen (La, Lb) an das Fernsprechnetz miteinander verbindet.9. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the means for signal conversion include a voltage-dependent resistor (VDR) which connects the connecting lines (La, Lb) to the telephone network.
10. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung differentielle AC-Glieder (Cl, C2) umfassen, durch die der Signalpfad für die im Wartemodus empfangenen Signale vom Fernsprechnetz entkoppelt ist.10. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the means for signal conversion comprise differential AC elements (Cl, C2), through which the signal path for the signals received in waiting mode is decoupled from the telephone network.
11. Fernsprechgerät nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung hochohmige Spannungsteiler (R2, R5 und R3 , R6) umfassen, die den differentiellen AC- Gliedern (Cl, C2) nachfolgend im Signalpfad angeordnet sind.11. Telephone device according to claim 10, characterized in that the means for signal conversion include high-resistance voltage dividers (R2, R5 and R3, R6), which are arranged downstream of the differential AC elements (Cl, C2) in the signal path.
12. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung mindestens eine regelbare Verstärkereinheit (11) umfassen.12. Telephone device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for signal conversion comprise at least one controllable amplifier unit (11).
13. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung mindestens eine Schaltung (9) zur Bestimmung der maximalen Pegelwerte umfassen, wobei die Verstärkung in Abhängigkeit von den erfaßten Pegelwerten ein- gestellt wird.13. Telephone device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for signal conversion comprise at least one circuit (9) for determining the maximum level values, the gain being adjusted depending on the detected level values.
1 . Fernsprechgerät nach Anspruch 12 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die mindestens eine regelbare Verstärkereinheit (11) als Be- reichswahlSchaltung für den Analog/Digital-Wandler (A/D) realisiert ist.1 . Telephone device according to claim 12, characterized in that the at least one controllable amplifier unit (11) is implemented as a range selection circuit for the analog/digital converter (A/D).
15. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung mindestens ein frequenz- selektives Dämpfungsglied umfassen.15. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the means for signal conversion include at least one frequency-selective attenuator.
16. Fernsprechgerät nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das frequenzselektive Dämpfungsglied im Signalpfad für die im Gesprächsmodus empfangenen Signale angeordnet ist.16. Telephone device according to claim 15, characterized in that the frequency-selective attenuator is arranged in the signal path for the signals received in conversation mode.
17. Fernsprechgerät nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das frequenzselektive Dämpfungsglied einen Parallelschwingkreis (C0, L0) umfaßt. 17. Telephone device according to claim 15 or claim 16, characterized in that the frequency-selective attenuator comprises a parallel resonant circuit (C0, L0).
18. Fernsprechgerät nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises (C0, L0) der Frequenz eines bestimmten Typs von empfangenen Fernsprech- Betriebssignalen angepaßt ist .18. Telephone device according to claim 17, characterized in that the resonance frequency of the parallel resonant circuit (C0, L0) is adapted to the frequency of a specific type of received telephone operating signals.
19. Fernsprechgerät nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß parallel zu dem Parallelschwingkreis ein Widerstand (R0) ge- schaltet ist.19. Telephone device according to claim 17, so that a resistor (R0) is connected in parallel to the parallel resonant circuit.
20. Fernsprechgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Signalumformung Überspannungsschutzelemente (Dl, D2) zur Absicherung der Eingänge (DLP, DLN, AIN) des mindestens einen integrierten Schaltkreises (8) umfassen.20. Telephone device according to one of the preceding claims, so that the means for signal conversion include overvoltage protection elements (Dl, D2) for protecting the inputs (DLP, DLN, AIN) of the at least one integrated circuit (8).
21. Verfahren zur Verarbeitung von Fernsprech- Betriebssignalen und Audiosignalen in einem Fernsprechgerät, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Schritte: a) Empfangen von ersten Fernsprech-Betriebssignalen im Wartemodus bzw. von zweiten Fernsprech-Betriebssignalen und Audiosignalen im Gesprächsmodus; b) Durchführen einer Pegelanpassung in Abhängigkeit vom Modus und/oder vom Typ der empfangenen Fernsprech- Betriebssignale; c) gemeinsames Auswerten sowohl der Audiosignale als auch der Fernsprech-Betriebssignale .21. Method for processing telephone operating signals and audio signals in a telephone device, characterized by the following steps: a) receiving first telephone operating signals in the waiting mode or of second telephone operating signals and audio signals in the conversation mode; b) performing level adjustment depending on the mode and/or type of telephone operating signals received; c) joint evaluation of both the audio signals and the telephone operating signals.
22. Verfahren nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gemeinsame Auswertung sowohl der Audiosignale als auch der Fernsprech-Betriebssignale durch mindestens einen integrierten analogen Schaltkreis erfolgt.22. The method according to claim 21, characterized in that the joint evaluation of both the audio signals and the telephone operating signals is carried out by at least one integrated analog circuit.
23. Verfahren nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das gemeinsame Auswerten sowohl der Audiosignale als auch der Fernsprech-Betriebssignale mittels mindestens eines integrierten Schaltkreises durchgeführt wird, welcher eine Analog/Digital-Wandlereinheit (A/D) sowie eine nachfolgend ange- ordnete digitale Signalprozessoreinheit (DSP) umfaßt.23. The method according to claim 21, characterized in that the joint evaluation of both the audio signals and the telephone operating signals is carried out by means of at least one integrated circuit, which comprises an analog/digital converter unit (A/D) and a subsequently arranged digital signal processor unit (DSP).
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die während des Wartemodus empfangenen ersten Fernsprech- Betriebssignale KlingelSignale, Gebühreneinheitensignale sowie Anrufer-Kennungen umfassen.24. The method according to one of claims 21 to 23, characterized in that the first telephone operating signals received during the waiting mode include ringing signals, charge unit signals and caller IDs.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die während des Gesprächsmodus empfangenen zweiten Fernsprech-Betriebssignale Gebühreneinheitensignale sowie Anrufer-Kennungen umfassen.25. The method according to one of claims 21 to 24, characterized in that the second telephone operating signals received during the conversation mode include charge unit signals and caller IDs.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pegelanpassung mittels eines spannungsabhängigen Widerstands (VDR) erfolgt, der die Anschlußleitungen (La, Lb) an das Fernsprechnetz miteinander verbindet.26. The method according to one of claims 21 to 25, so that the level adjustment takes place by means of a voltage-dependent resistor (VDR) which connects the connecting lines (La, Lb) to the telephone network.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pegelanpassung mittels differentieller AC-Glieder (Cl, C2) durchgeführt wird, die den Signalpfad für die im Wartemodus empfangenen Signale vom Fernsprechnetz entkoppeln.27. The method according to one of claims 21 to 26, so that the level adjustment is carried out by means of differential AC elements (Cl, C2), which decouple the signal path for the signals received in waiting mode from the telephone network.
28. Verfahren nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Signalpegelanpassung hochohmige Spannungsteiler (R2, R5 und R3, R6) verwendet werden, die den differentiellen AC- Gliedern (Cl, C2) nachfolgend im Signalpfad angeordnet sind.28. The method according to claim 27, so that high-resistance voltage dividers (R2, R5 and R3, R6) are used for signal level adjustment, which are arranged downstream of the differential AC elements (Cl, C2) in the signal path.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pegelanpassung durch Regelung der Verstärkung durchgeführt wird.29. Method according to one of claims 21 to 28, characterized in that the level adjustment is carried out by controlling the gain.
30. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Pegelanpassung der empfangenen Signale zunächst der Si- gnalpeak der empfangenen Signale erfaßt und anschließend die Verstärkung in Abhängigkeit vom erfaßten Signalpeak geregelt wird.30. The method according to claim 29, so that in order to adjust the level of the received signals, the signal peak of the received signals is first detected and the gain is then regulated depending on the detected signal peak.
31. Verfahren nach Anspruch 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verstärkungsregelung durch Auswahl des Bereichs des Ana- log/Digital-Wandlers (A/D) realisiert wird.31. The method according to claim 30, characterized in that the gain control is implemented by selecting the range of the analog/digital converter (A/D).
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Pegelanpassung ein frequenzselektives Dämpfungsglied ver- wendet wird.32. Method according to one of claims 21 to 31, characterized in that a frequency-selective attenuator is used for level adjustment.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Pegelanpassung ein Parallelschwingkreis verwendet wird, dessen Resonanzfrequenz der Frequenz eines bestimmten Typs von empfangenen Fernsprech-Betriebssignalen angepaßt ist.33. The method according to one of claims 21 to 32, so that a parallel resonant circuit is used for level adjustment, the resonance frequency of which is adapted to the frequency of a specific type of received telephone operating signals.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 33, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalpegelanpassung mit Hilfe von Überspannungsschutzelementen (Dl, D2) vorgenommen wird.34. The method according to one of claims 21 to 33, so that the signal level adjustment is carried out with the help of overvoltage protection elements (Dl, D2).
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 34, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die im Wartemodus empfangenen Signale und die im Gesprächsmodus empfangenen Signale im Multiplexbetrieb verarbeitet werden. 35. The method according to one of claims 21 to 34, so that the signals received in the waiting mode and the signals received in the conversation mode are processed in multiplex operation.
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