FI57503C - Talstyrd kopplingsanordning - Google Patents

Description

ESFH [B] (11)KUU».UTUSJULKAISU ς ο ς n ..

jWA LJ ' } UTLÄGGN I NGSSKRIFT 3 * O U ύ C (45) Fct'r.ttl vr".:;' tty II 03 1<*·Γ0 ^ τ ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 H 04 M 1/64 SUOM I —FI N LAN D (21) P*t*nttlh*k*mui — PatMtaiNttknlnf 2690/71 (22) Haktmltpllvl — AmBknlngtdtg 27-09-71 (23) Alkuptlv* — Giltigh«tsd«g 27.09-71 (41) Tullut |ulklMk«l — Blivlt offmtllg 08.07.72

PstMtti. ja rekisterihallitut (44) NihUvIktlpanon j. kuul.|ullutoun pvm. -

Patent- och registerstyrelsen AraBian utltgd ech utl.akrlftan pubiland 30.04.80 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkaut— Begird prlorltat 07 01.71 08.06.71 Saksan Liittotasavalta-Förbunds-republiken Tyskland(DE) P 2100522.1 P 2128516.5 Toteennäytetty-Styrkt (71) Compur-Electronic Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Steinerstrasse 15, 8000 Munchen 70, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Ernst Dumler, Munchen, Paul Fahlenberg, Baierbrunn bei Munchen,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7^) Oy Kolster Ab (5^+) Puheen ohjaama kytkentälaite - Talstyrd kopplingsanordning

Keksinnön kohteena on puheen ohjaama kytkentälaite tallennuskojeita, erityisesti puhelinkutsujen vastauskojeita, varten, joka laite erottaa toisistaan toisaalta puhetaajuudet ja toisaalta määrätyt signaalitaajuudet, esim. varaus-signaalien taajuudet, ja on varustettu taajuudenilmaisuvälineillä, joissa on erottavia ja tasasuuntaavia välineitä.

Puheen ohjaamissa kytkentälaitteissa, joita voidaan käyttää esim. puhelin-kutsujen vastauskojeissa, voi kuten tunnettua esiintyä vaikeuksia, jotka aiheutuvat siitä, että puhetaajuuksien lisäksi esiintyy puhetaajuuskaistalla olevia signaalitaajuuksia. Täten voivat esim. puhelinkutsujen vastauskojeissa esim. signaali taajuudet aikaansaada saman vaikutuksen kuin puhetaajuus, niin että varattu-merkin esiintyminen voi peittää välitetyn tiedon ja mahdollisesti koko tietojen varauskapasiteetti tulee varatuksi tällaisilla käyttökelvottomilla informaatioilla.

Saksalaisesta kuulutusjulkaisusta 1 180 709 on ennestään tunnettua kytkeä tallennuskojeessa tuleva signaali yksiasentoisen multivibraattorin sisäänmenoon, jonka multivibraattorin jälkeen on kytketty derivoiva piiri , tasasuuntaaja ja toinen yksiasentoinen multivibraattori, jolloin viimeksi mainitun yksiasentoisen multivibraattorin ulostulosignaali tasasuunnattuna johdetaan integroivaan elimeen. Tässä elimessä syntyy tulevan signaalin taajuuteen verrannollinen jännite. Riippuen siitä, sijaitseeko tämä jännite määrätyn kynnysarvon yläpuolella tai alapuolella, tulee vastaava kytkin ohjatuksi tai ei. Suurista toteutuskustannuksista 2 57503 huolimatta ei kuitenkaan tällaisella puheen ohjaamalla kytkentälaitteella aina voida saavuttaa esiintyvien ongelmien tyydyttävää ratkaisua. Tämä johtuu ensinnäkin siitä, että toi mintakynnyksensaavuttaminen ja ylittäminen tapahtuu suuremmalla taajuudella vain sangen hitaasti, niin että kytkentäkriteeri o ei aina ole aivan yksiselitteinen. Tämän tunnetun kytkennän päähaitta on siinä, että signaali taajuuksiin perustuvien haitallisten vaikutusten tukahduttaminen ylipäänsä ei ole mahdollista siinä tapauksessa, että nämä signaali taajuudet sijaitsevat keskeisellä tai ylemmällä puhetaajuusalueella.

Keksinnön mukaan, joka koskee alussa mainittua tyyppiä olevaa puheen ohjaamaa kytkentälaitetta, saadaan tunnetun laitteen vaikeudet ja haitat vältetyksi siten, että mainitut taajuudeniilmaisuvälineet muodostavat diskriminaattorin, joka muuttaa taajuusmodulaation amplitudimodulaatioksi ja joka tulopuolellaan on liitetty amplitudinrajoittimeen, jonka lähtöjännite on yhtä suuri puhetaajuuksilie ja signaalitaajuuksille, jolloin diskriminaattorin lähtöpuoleen on kytketty tasa-virtaerotuselin, jota seuraa vertausaste, jolla on tasokynnys, joka kynnysarvon alapuolella olevan tason omaavien demoduloitujen si gnaali taajuuksi en esiintyessä muodostaa toisen lähtökriteerin kuin kynnysarvon yläpuolella olevan tason omaavien demoduloitujen puhetaajuuksien esiintyessä, joka vertausaste ohjaa kytkentälaitetta siten, että tämä kytkentälaite, riippuen siitä, esiintyykö puhe-tai signaalitaajuuksia, antaa tallennuskojeen (A) toimia edelleen tai ei. Riippumatta siitä, sijaitsevatko signaali taajuudet välitetyn puhetaajuuskaistan keskeisellä, ylemmällä tai alemmalla alueella, voidaan tämän vertauskytkennän avulla varmasti erottaa puhetaajuudet ja signaali taajuudet toisistaan. Koska signaali -taajuuksilla, esim. varattumerkin yhteydessä, toimintaan vakiotaajuudella, ei tällöin esiinny mitään taajuusmodulaatiota, joten diskriminaattorin ulostulossa ei esiinny mitään ulostulojännitettä, tai esiintyy ainoastaan puhetaajuuksiin verrattuna sangen pieni ulostulojännite, kun taas puhetaajuudet aina aiheuttavat ajasta riippuviin riittävän suuren taajuudenmuutoksen eräänlaisena taajuusmodu-laationa, joka diskriminaattorissa tapahtuvan demoduloinnin jälkeen antaa erotus-kriteerinä käytettäväksi soveltuvan suuren ulostulojännitteen.

Keksinnön suositun suoritusmuodon mukaan on kytkentä sellainen, että ver-tausasteessa on kaksi vuorottaan johtavaa ja estotilassa olevaa kytkentäastetta, jotka on kytketty siten, että kytkentälaite voidaan saattaa käyntiin vain silloin, kun molemmat kytkentäasteet johtavat samanaikaisesti, jolloin kumpikin kytkentä-aste käsittää transistorin ja jolloin näiden transistoreiden aikavakioilla on toisistaan erottuvat arvot, niin että ainoastaan puhetaajuuksien tuloksena syntyvät hyvin pienin välein esiintyvät impulssit voivat aikaansaada kummankin kyt-kentäasteen samanaikaisen johtavan tilan.

3 57503

Seuraavassa selitetään keksinnön eräät suoritusesimerkit oheisten piirustusten perusteella.

Kuviot 1 ja 2 esittävät kokonaiskytkennän kahta eri lohkokytkentäkaaviota.

Kuvio 3 esittää vertauskytkennän kytkentäkaaviota.

Kuviot 4 ja 5 esittävät tämän vertauskytkennän impulssidiagrammeja.

Kuvion 1 mukaisen valvonta- vast, vertauskytkennän ensimmäisenä elementtinä on amplitudinrajoitin 4» joka saattaa puhesignaalit S ja varattumerkin £ saman amplitudin omaaviksi. Amplitudin rajoittimen 4 ulostulossa on puhesignaalilla symbolilla SL merkitty muoto» kun taas varattumerkeillä on symbolilla BL merkitty muoto. Osoittautuu» että puhesignaalien SL taajuuteen kohdistuu ajasta riippuvia muutoksia» niin että on kysymys eräänlaisesta taajuusmodulaatiosta. Sensijaan rajoitettuihin varattumerkkeihin ei kohdistu mitään ajasta riippuvia taajuuden muutoksia» joten ne muodostavat vain yhden ainoan taajuuden.

Amplitudinsajoittimen 4 jälkeen on kytketty diskriminaattori 3» joka muuttaa taajuusmoduloidut puhesignaalit SL amplitudimodulaatioksi» kun taas varat-tumerkit BL niiden taajuuden puuttuvan vaihtelun takia eivät aiheuta mitään ulostulojännitettä tai aiheuttavat vain sangen pienen ulostulojännitteen. Kuljettuaan diskriminaattorisaa 3 olevan tasasuuntaaja-asteen ja erotuselimen 6 läpi on puhesignaaleilla muoto» joka on merkitty SL' ja niille on ominaista amplitudin suuri vaihtelu ja suhteelliset suuret jännitehuiput. Sensijaan on varattumerkeillä erotuselimen 6 jälkeen joko muoto, joka on merkitty BL’ (katkottu varattumerkki) tai muoto BL” (varattumerkkinä on jatkuva ääni). Jätettäessä lukuunottamatta alkuvärähtelytapahtumat ei signaaleilla BL* ja BL" ole mitään amplitudimodulaatiota, tai niiden amplitudimodulaatio on sangen pieni, joten vahvistimen 7 jälkeen kytkettyyn vertausasteeseen 8 on johdettava taso-kynnys siten, että tasokynnyksen tultua ylitetyksi saadaan todetuksi puhesignaalien esiintyminen, ja tasokynnyksen tullessa alitetuksi saadaan todetuksi va-rattusignaalien esiintyminen. Lyhyet jännitehuiput, joita voi esiintyä esim. varattumerkin alussa, voidaan estää vaikuttamasta häiritsevästi siten, että käytetään hidastuskytkentää, j oka ei salli mitään sellaista signaalia, joka tytkee tallentamislaitteen toimintaan siinä tapauksessa, että vertausasteen 8 jännitekynnys tulee vain lyhytaikaisesti ylitetyksi.

Riippuen siitä, tuleeko vertausasteessa 8 sopivasti aseteltavissa oleva tasokynnye ylitetyksi (puhesignaali) tai alitetuksi (varattumerkki), saattaa kytkentälaite 9 puhesignaalin esiintyessä tallentamislaitteen toimintaan, kun taas varattusignaalin esiintyessä tallentamislaite tulee poiskytketyksi ja esi-valmennetuksi uutta tulevaa kutsua varten.

Rajoittimen 4 ulostulosignaali tulee diskriminaattorin 5 alueella taajuus-moduloidun osansa suhteen muutetuksi taajuudesta riippuvana vastuksena toimivan 4 57503 kondensaattorin C9 ajan funktiona vaihtelevaksi ajasta riippuvaksi vaihtelevak-si amplitudifunktioksi, jonka diodit D4 tasasuuntaa, ja joka johdetaan tasoi-tuskondensaattoriin CIO. Kondensaattorin C9 poikittaishaarassa on ohminen vastus RIO. Säätövastuksen P4 kautta tulee erotuselementissä 6 demoduloitunut signaali kytkentäkondensaattoriin Cll.

Kuvion 1 mukaisen kytkennän toimintatapa, jonka tehtävänä on aikaansaada keksinnön mukainen arvostelukriteeri, voidaan selittää seuraavasti:

Puhesignaalien tullessa laitteeseen kehittyy näiden signaalien ajallisesti vaihtelevan taajuuden vaikutuksesta kondensaattorin C9 navoissa ja täten vastuksessa RIO muuttuva jännite, jonka diodi D4 tasasuuntaa ja joka aiheuttaa kondensaattorin CIO nopeasti peräkkäin tapahtuvan varautumisen ja purkautumisen· Riippuen säätövastuksen F4 avulla asetellusta herkkyydestä tulee vastaavasti vaihteleva osa tästä jännitteestä kondensaattorin CIO luona kytkentäkon-densaattorin Cll kautta vahvistimen 7 ja kynnysarvokytkimen 6 sisäänmenoon.

Jos sensijaan esiintyy erillisiä taajuudeltaan vakiona pysyviä signaali-taajuuksia esim. varattumerkin muotoisina, niin syntyy kondensaattorin C9 navoissa taajuudeltaan ajan mittaan vakio jännite, niin että diodissa 4 tapahtuvan tasasuuntauksen jälkeen kondensaattorin CIO navoissa vaikuttaa myös ajal-liseti vakio jännite. Väliin kytketyn kytkentäkondensaattorin Cll vaikutuksesta ei käytännöllisesti mitään sisäänmenojännitettä tule kytketyksi kynnysarvo-kytkimeen 8, koska mitään vaihtojännitettä ei esiinny, joten tämä kytkin 6 ei saa ohjausta. Tällöin ei ole olemassa mitään jännitettä, tai on olemassa toi-mintakynnykseen nähden liian pieni jännite, joten kytkentälaitteessa 9 ei esiinny mitään jännitettä. Puuttuvan signaalin muodostama kriteeri tulkitaan siten, että tämän jälkeen kytkentälaite kytkee irti tallentamiskojeen, koska ei esiinny mitään puhesignaalia vaan ainoastaan varattumerkki.

Symmetristä vuorovaihediskriminaattoria käytettäessä saadaan ulostulojän-nite demodulaation jälkeen varattumerkin yhteydessä nollaksi, kun tämä varattumerkin taajuus kytketään vakiona olevaksi tukahdutettavaksi häiriötaajuudek-si diskriminaattori-ominaiekäyrän keskelle. Edelleen voi monessa tapauksessa olla tarkoituksenmukaista haaroittaa demodulaation ja tasasuuntauksen jälkeen toinen välitystie, jossa on integroiva elin 10, sopivasti RC-elin, sekä vahvistin 11 ja rele 12. Tällöin voidaan sopivasti menetellä siten, että tämän toisen välitystien ulostulopuoli yhdistetään vertausasteen 8 jälkeen kytkettyyn kytkentälaitteeseen 9» ja että tämä kytkentälaite saadaan ohjatuksi myös toisen transmissiotien signaalien vaikutuksesta, riippumatta ensimmäisestä väli-tystiestä. Täten saadaan vielä paremmat mahdollisuudet poistaa häiriöt.

Kuvion 2 mukainen kytkentä esittää erästä toista suoritusmuotoa, joka on rakennettu samankaltaisella tavalla kuin ensinmainittu suoritusmuoto. Tämä uusi kytkentä kaipaa täten vain lyhyen selityksen.

5 57503

Kuvion 2 mukaisen kytkennän ensimmäisenä elementtinä on amplitudinrajoi-tin 4« joka saattaa puhesignaalit S ja katkotun varattumerkin B saman amplitudin omaaviksi. Amplitudinrajoittimen ulostulossa on puhesignaalien muoto merkitty SL ja varattumerkin muoto on merkitty BL. Osoittautuu, että puhesignaalien SL taajuus vaihtelee ajasta riippuen, niin että on olemassa eräänlainen taa-juusmodulaatio. Varattumerkin taajuus ei sensijaan vaLhtele ajasta riippuen, joten nämä merkit muodostavat yhden ainoan taajuuden.

Amplitudinrajoittimen 4 jälkeen on kytketty diskriminaattori 5» joka muuttaa taajuusmoduloidut puhesignaalit SL amplitudimodulaatioksi, kun taas varat-tumerkit BL taajuutensa puuttuvan vaihtelun takia eivät anna mitään ulostulo-jännitettä tai antavat vain sangen pienen ulostulojännitteen. Kuljettuaan diskriminaattori ssa 5 olevan tasasuuntaaja-asteen ja erotuselimen 6 läpi, on puhe-signaalilla kuviossa 5 symbolilla SL* merkitty muoto ja niille on ominaista amplitudin voimakas vaihtelu ja suhteellisen suuret jännitehuiput. Sensijaan on varattumerkeillä erotuselimen 6 jälkeen kuviossa 4 merkillä BL* osoitettu muoto. Lukuunottamatta signaalien BL* alussa ja lopussa olevia jännitehuippuja ei näillä signaaleilla ole käytännössä mitään amplitudimodulaatiota tai niillä on vain sangen pieni amplitudimodulaatio.

Rajoittimen 4 ulotulosignaali tulee diskriminaattorin 5 alueella taajuus-moduloidun osansa suhteen muutetuksi ajan mukaan vaihtelevaksi amplitudifunktioksi taajuudesta riippuvana vastuksena toimivan kodensaattorin C9 vaikutuksesta ja tämä amplitudifunktio tulee tasasuunnatuksi diodissa D4, minkä jälkeen se johdetaan tasauskondensaattoriin CIO. Kondensaattorin C9 jälkeen olevassa poikittaishaarassa on ohminen vastus RIO. Demoduloitu signaali tulee erotuselementissä 6 olevan säätövastuksen P4 kautta kytkentäkondensaattoriin Cll.

Vertauskytkennässä Θ on kuvion 3 mukaan kahden transistorin T4 ja T9 muodostamat kytkentäasteet, joissa on kulloinkin eri suuret kondensaattorit C14/C16 ja C12, jotka vastaavan transistorin kantaemitterivastuksen kanssa muodostavat molempien kytkentäasteiden eri suuret aikavakiot. Diodit D5 ja D6 on kytketty tasasuuntausta ja jännitteen kahdentamista varten. Vastukset R18, Rl9 ja transistori T4 määräävät kondensaattorin C16 purkausajan pituuden. Vertauskytkennän 8 napoihin ΚΙ, K2 on liitetty kytkentälaite 9* joka ohjaa tallentamiskojetta A, esim. magnetofoninauhaa. Ennen vertauskytkentää 8 on kuvioon 9 vielä piirretty vahvistimen 7 muodostava transistori T9.

Kuvioiden 2 ja 3 mukainen kytkentä toimii seuraavasti: puhesignaalien tul-1 essa laitteeseen kehittyy n^A»\ signaalien ajallisesti muuttuvan taajuuden vaikutuksesta kondensaattorin C9 navoissa ja täten vastuksessa RIO muuttuva jännite, jonka diodi D4 tasasuuntaa, ja joka aiheuttaa kondensaattorin CIO nopeasti peräkkäin tapahtuvan varautumisen ja purkautumisen. Riippuen säätö-vastuksen P4 avulla asetellusta herkkyydestä tulee vastaavasti vaihteleva osa tästä jännittestä kytkentäkondensaattorin Cll kautta vahvistimen 7» vast, sen 6 57503 transistorin T3 sisäänmenoon.

Kun sensijaan kojeeseen tulee varattumerkin signaalitaajuuksia, niin syntyy vahvistintransistorin T3 ulostulossa varattumerkin alussa positiivinen impulssi ja varattumerkin lopussa negatiivinen impulssi* Nämä impulssit aiheutuvat edellä jo mainituista jännitehuipuista ja niiden pituus on noin 20 ms. Varattumerkin pituuden ollessa 250 ms ja siihen liittyvän tauon pituuden ollessa samoin 230 ms, saadaan kuvion 4 näyttämä impulssikaavio. Tämän mukaan esiintyy 5OO ms välein positiivisia impulsseja ja 250 ms vaiheessa siirrettyinä myöskin 500 as välein negatiivisia impulsseja vahvistimen 7» vast, sen transistorin T3 sisäänmenossa, jotka impulssit vastaavasti vahvistettuina johdetaan jälkeenkytkettyyn vertauskytkentään 8.

Kuvion 3 näyttämään vertauskytkentään 8 tuleva positiivinen impulssi johtaa kondensaattorin C16 varautumiseen, jolloin kytkentäkynnyksen tultua saavutetuksi transistori T4 tulee johtavaksi 50-500 ms pituiseksi ajaksi. Transistorin T4 tämä johtava tila on kuvion 4 mukaisessa diagrammissa näytetty katkoviivoin. Tämän jälkeen seuraava negatiivinen impulssi aiheuttaa sensijaan kondensaattorin C12 varauksen vaihtumisen, jolloin kytkentäkynnyksen tultua saavutetuksi transistori T5 tulee johtavaksi 10-20 ms pituiseksi ajaksi (esitetty pistekatkoviivoin kuviossa 4).

Vertauskytkennän 8 napoihin K1 ja K2 liitetty kytkentä 9 tallentamisko-jeen A ohjaamiseksi, toisin sanoen käynnistämiseksi, tulee kuitenkin ohjatuksi ainoastaan silloin, kun vertauskytkennän 8 molemmat asteet T4 ja T3 ovat samanaikaisesti johtavia. Näin ei ole laita - kuten kuviosta 4 selvästi näkyy -varattumerkin signaalitaajuuksien esiintyessä, koska transistorien T4 ja T5 johtavat tilat esiintyvät peräkkäin ajallisen välin päässä toisistaan.

Puhesignaalien tullessa kojeeseen esiintyvät kuitenkin positiiviset ja negatiiviset impulssit ajallisesti sangen nopeasti peräkkäin, jolloin niiden välinen etäisyys on vain noin 10-20 ms. tämän seurauksena on, että jo hyvin lyhyen ajan kuluttua puhetaajuuden alkamisesta saavutetaan vertauskytkennän 8 molempien transistorin T4 ja T5 samanaikaisesti johtava tila, (kuvio 5), niin että kytkentä 9 tulee ohjatuksi. Tallentamiskoje A tulee täten käynnistetyksi.

On vielä mainittava, että keksintö ei rajoitu yksinomaan vertauskytkennän 8 selitettyihin kytkentäesimerkkeihin, koska on muitakin mahdollisuuksia muodostaa nämä kytkentäasteet. Niinpä voitaisiin molempien kytkentäasteiden T4, T5 aikavakiot myös pitää yhtä suurina, jos molempien asteiden impulssinpituudet ovat riittävän suuria.

Claims (3)

7 57503

1. Puheen ohjaama kytkentälaite tallennuskojeita, erityisesti puhelinkutsujen vastauskojeita, varten, joka laite erottaa toisistaan toisaalta puhetaajuudet ja toisaalta määrätyt signaalitaajuudet, esim. varaussignaalien taajuudet, ja on varustettu taajuudenilmaisuvälineillä, joissa on erottavia ja tasasuuntaavia välineitä, tunnettu siitä, että mainitut taajuuden! ilmaisuväline et muodostavat diskriminaattorin (5), joka muuttaa taajuusmodulaation amplitudimodulaatioksi ja joka tulopuolellaan on liitetty amplitudinrajoittimeen (U), jonka lähtö-jännite on yhtä suuri puhetaajuuksille ja signaalitaajuuksille, jolloin diskriminaattorin lähtöpuoleen on kytketty tasavirtaerotuselin (6), jota seuraa vertailuaste (8), jolla on tasokynnys, joka kynnysarvon alapuolella olevan tason omaavien demoduloitujen signaalitaajuuksien esiintyessä muodostaa toisen lähtökriteerin kuin kynnysarvon yläpuolella olevan tason omaavien demoduloitujen puhetaajuuk-sien esiintyessä, joka vertausaste ohjaa kytkentälaitetta (9) siten, että tämä kytkentälaite, riippuen siitä, esiintyykö puhe- tai signaalitaajuuksia, antaa tallennuskojeen (A) toimia edelleen tai ei.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että diskriminaattorina (5) on tuloon liitetty pitkittäishaarassa sijaitseva ensimmäinen kondensaattori (C9), jota seuraa ensimmäisessä poikittaishaarassa sijaitseva ohminen vastus (R10), jolloin tämän vastuksen ja ensimmäisen kondensaattorin liitoskohtaan on kytketty mainitussa pituushaarassa sijaitseva tasasuuntaaja (EU), jota seuraa toisessa poikittaishaarassa sijaitseva tasoituskonden-saattorina toimiva toinen kondensaattori (C10), josta demoduloitu signaali otetaan.

3· Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että mainitussa vertailuasteessa (8) on kaksi vuorottain johtavaa ja estotilassa olevaa kytkentäastetta (TU*, T5) , jotka on kytketty siten, että kytkentälaite (9) voidaan saattaa käyntiin vain silloin, kun molemmat kytkentäasteet johtavat samanaikaisesti, jolloin kumpikin kjrtkentäaste käsittää transistorin (TU’, T5) ja jolloin näiden transistoreiden aikavakioilla on toisistaan erottuvat arvot, niin että ainoastaan puhetaajuuksien tuloksena syntyvät hyvin pienin välein esiintyvät impulssit voivat aikaansaada kummankin kytkentäasteen samanaikaisen johtavan tilan.