FI97512C - Soittosignaalin generointi - Google Patents

Description

97512

Soittosignaalin generointi

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osan mukainen menetelmä ja oheisen patenttivaatimuksen 2 johdanto-osan mukainen järjestely soittosignaalin generoimiseksi tilaajalaitteelle. Tällaisen menetelmän ja järjestelyn avulla synnytetään se soittosignaali, jolla tilaajalaitteen hälytintä (esim. puhelimen vaihtovirtakel-10 loa) soitetaan.

Soittogeneraattorin tehtävänä on synnyttää puhelin-kojeen hälyttimen soittamiseen tarvittava jännite, joka on kansainvälisissä standardeissa määritelty 70 Vrmg (100 V peak-to-peak) suuruiseksi ja 25 Hz taajuiseksi jännitteek-15 si. Tällaista sinimuotoista jännitettä esitetään kuviossa 1. Joissakin puhelinvaihteissa saatetaan käyttää myös 50 Hz soittojännitetaajuutta. Soittojännitteellä aktivoitava hälytin on tyypillisesti tavanomaisen puhelinkojeen vaih-tovirtasoittokello tai elektroninen hälytin, joita uusim-20 missä puhelimissa käytetään tavallisen (mekaanisen) soittokellon sijasta.

Soittogeneraattori on tunnetuissa ratkaisuissa sijoitettu paikalliskeskukseen tai tilaajamultiplekseriin (tilaajamultiplekseri on mahdollisimman lähelle tilaajia 25 viety multiplekseri, joka yhdistää useita tilaajia paikalliskeskukseen) kuvion 2 esittämällä periaatteella, eli siten, että se on yhteinen usean tilaajan puhelinlaitteelle SD1...SDN. Kunkin tilaajan tilaajaliitäntäpiirissä SC1...SCN on rele RL, jolla kytketään soittosignaali tar-30 vittaessa tilaajajohdon SUBL kautta tilaajalaitteelle. Kuviossa 2 on tilaajalaitteelle SD2 kytketty soittosignaali yhteisestä generaattorista RG muiden tilaajalaitteiden ollessa kytkeytyneenä puhetielle VP.

Soittogeneraattori RG voi olla esim. kuviossa 3 35 esitetyn kaltainen laite, joka käsittää teholähteen 31, 2 97512 oskillaattorin 32 ja vahvistimen 33. Teholähteestä saadaan oskillaattorin ja vahvistimen tarvitsemat käyttöjännitteet, jotka ovat kuvion esimerkkitapauksessa +12V ja -12V sekä +55V ja -55V. Teholähde voi olla esim. flyback-tyyp-5 pinen hakkuriteholähde. Oskillaattorilla 32 synnytetään 25 Hz:n taajuinen vaihtojännite VI, joka vahvistetaan vahvistimella 33 kuviossa 1 esitetyn kaltaiseksi soittojännit-teeksi V2.

Soittogeneraattoriin liittyy kuitenkin erityisesti 10 kaksi epäkohtaa. Ensinnäkin soittogeneraattori on suhteellisen kallis, joten se kasvattaa omalta osaltaan keskuksen tai tilaajamultiplekserin hintaa. Lisäksi soittogeneraattori on kookas laite, joka vie tilaa asennuspaikassaan. Viime mainittu epäkohta korostuu erityisesti tilaajamulti-15 pleksereissä, joita voidaan joutua asentamaan ahtaisiin tiloihin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä mainituista epäkohdista. Tämä päämäärä saavutetaan esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä, 20 jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle järjestelylle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön ajatuksena on käyttää hyväksi tunnettua 25 tilaajaliitäntäpiiriä (ns. SLIC-piiriä) ja erityisesti sen polariteetinvaihto-ominaisuutta, vaihtamalla tällaisen piirin avulla tilaajalinjan polariteettia soittosignaalin tahdissa. Tällä tavoin saadaan standardeissa määriteltyä soittojännitettä approksimoitua riittävällä tarkkuudella, 30 tarvitsematta kuitenkaan lainkaan kuviossa 3 esitetyn kaltaista soittogeneraattoria.

Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta päästään siis hankalasta soittogeneraattorista kokonaan eroon, eikä soittosignaalin generointiin kuitenkaan tarvita yhtään 35 ylimääräistä komponenttia.

97512 3

Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu erityisesti lähellä tilaajaa oleviin tilaajamultipleksereihin, koska näille ei ole asetettu tarkkoja särövaatimuksia soittojän-nitteen suhteen.

5 Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuo toja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioihin 4-7 oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää tunnetun soittogeneraattorin synnyttämää soittojännitettä, 10 kuvio 2 havainnollistaa soittosignaalin tunnettua generointitapaa, kuvio 3 esittää erästä tunnettua soittogeneraatto- ria, kuvio 4 tilaajamultiplekseriä, jossa soittosignaali 15 generoidaan keksinnön mukaisella tavalla, kuvio 5 havainnollistaa soittosignaalin generointia kuviossa 4 esitetyssä laitteistossa, kuvio 6 esittää keksinnön mukaisella tavalla synnytettyä soittosignaalia, ja 20 kuvio 7 havainnollistaa erästä edullista suoritus muotoa kuviossa 5 esitetylle laitteistolle.

Kuviossa 4 on havainnollistettu tilaajamultiplekseriä 40, jossa soittosignaali generoidaan keksinnön mukaisella tavalla. (Tarkemmin sanottuna kuviossa on esitetty 25 tilaajamultiplekserin tilaajan puoleinen pää, jossa keksinnön mukaista ratkaisua käytetään.) Tilaajamultiplekse-rissä on useita keskenään samanlaisia tilaajaliitäntäpii-rejä SUB, joista jokainen on yhteinen yhdelle tai tyypillisesti kuitenkin useammalle tilaajalle. Kukin tilaajalii-30 täntäpiiri on kytketty multiplekseri/demultiplekseri-osal-le 41, joka suorittaa keskukseen päin lähtevän datan mul-tipleksoinnin ja keskuksesta päin tulevan datan demulti-pleksoinnin. Keskukseen päin lähtevä datavirta ja sieltä tuleva datavirta voi muodostaa esim. ITU-T:n (entinen 35 CCITT) suositusten (G.704) mukaisen, 30 puhekanavaa kä- 4 97512 sittavan tunnetun peruskanavointijärjestelmän (2048 kbit/s).

Keskuksen puoleisessa päässä voidaan kuviossa 4 esitetty 2048 kbit/s:n yhteys kytkeä joko suoraan keskuk-5 sen digitaaliseen tilaajaliitäntään tai erillisen sovi-tinyksikön kautta keskuksen analogisiin tilaajaliitäntöi-hin. Analogisen keskuksen tapauksessa vaadittava sovi-tinyksikkö käsittää, tilaajan puoleista päätä vastaten, multiplekseri/demultiplekseri-osan ja keskusliitäntäyksi-10 köt, jotka toisaalta simuloivat keskuksen toimintoja tilaajalle ja toisaalta välittävät analogisen tilaajasilmu-kan signaloinnin keskukselle.

Kussakin kuviossa 4 esitetyssä tilaajaliitäntäpii-rissä SUB on yksittäisen tilaajan tilaajaliitäntä to-15 teutettu kuviossa 5 esitetyllä tavalla.

Varsinainen tilaajaliitäntä on toteutettu sinänsä tunnetulla liitäntäpiirillä, ns. SLIC-piirillä 50 (Subscriber Line Interface Circuit). SLIC-piiri hoitaa käytännössä esim. virransyötön ja tilaajasilmukan signaloinnin. 20 SLIC-piiri siis tunnistaa tilaajan tekemät valinnat, puhelimen kuulokkeen noston tms. toimenpiteet ja hoitaa näitä koskevaa signalointia. SLIC-piiri suorittaa käytännössä myös 2-johdin/4-johdin -muunnoksen, ja se on kytketty koodekin 51 analogiseen 4-johdinliitäntään.

25 Koodekki 51 muuttaa keskukselta tulevan digitaalisen signaalin analogiseen muotoon ja keskukselle päin menevän analogisen signaalin vastaavasti digitaaliseen muotoon. SLIC-piiri syöttää koodekin sille antaman analogisen signaalin 2-johtimiselle tilaajajohdolle SUBL yhdessä tasa-30 virtakomponentin kanssa (em. virransyöttö). Tilaajalta tulevan puhesignaalin SLIC-piiri erottaa keskukselta vastaanottamastaan signaalista ja syöttää sen edelleen koode-kille em. A/D-muunnosta varten.

Esillä olevan keksinnön kannalta on oleellista, että 35 SLIC-piirillä on polariteetinvaihto-ominaisuus (polarity

II

5 97512 reversal), eli SLIC-piirin avulla voidaan tilaajajohdon SUBL a- ja b-johtimien polariteetti vaihtaa päinvastaiseksi normaalitilanteesta (jossa a-johtimen polariteetti on positiivinen ja b-johtimen polariteetti negatiivinen).

5 Edellä kuvatun kaltainen SLIC-piiri voi olla esim.

jokin Am795XX- tai Am79M5XX-sarjan piireistä, valmistaja Advanced Micro Devices, USA. Vastaavanlaisia piirejä saa myös muilta valmistajilta.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti hyödynnetään 10 soittosignaalin generoinnissa SLIC-piirin kykyä vaihtaa tilaajajohtimien polariteettia. Kun tilaajalle on generoitava soittosignaali, ohjataan SLIC-piiriä siten, että se vaihtaa tilaajajohtimien polariteettia soittosignaalin tahdissa. Tämä tarkoittaa siis sitä, että polariteetti 15 vaihtelee esim. n. 20 ms:n välein (vastaten 25 Hz soitto-jännitetaajuutta). Kuviossa 5 on esitetty jatkuvaa polariteetin vaihtoa soittosignaalin tahdissa suorittavaa ohjausta viitemerkillä 52. Tällainen SLIC-piirin ohjaus voidaan toteuttaa helposti esim. mikroprosessorin avulla.

20 (Esim. edellä mainituissa AMD:n piireissä ohjaus tapahtuu sisäänmenodekooderin sisäänmenojen C1-C3 avulla.)

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukaisella tavalla synnytettyä soittosignaalia. Jännitteen nousu- ja laskunopeus (eli polariteetin vaihtonopeus) voidaan asettaa 25 SLIC-piiriin liittyvillä komponenteilla (vastuksilla ja kondensaattoreilla) haluttuun vakioarvoon siten, että jännitemuoto saadaan mahdollisimman hyvin muistuttamaan sinimuotoa. (Esim. edellä mainitun piiriperheen tapauksessa asetus tehdään vastuksilla RDC1 ja RDC2 sekä kondensaat-30 torilla CDC, kuten ilmenee ko. piiriperheen datalehdistä).

SLIC-piirissä ei yleensäkään haluta tehdä polariteetin vaihtoa kovin äkillisesti, koska äkillinen muutos generoi häiriöitä viereisiin puhelimiin. Tämä on edullista myös esillä olevan keksinnön kannalta, koska tällä tavoin jän-35 nitemuoto on luonnostaan lähempänä sinimuotoa. Jännitteen • < 6 97512 huippuarvo riippuu käytetystä SLIC-piiristä, ollen tyypillisesti noin ±30V, joka on käytännössä aivan riittävä soittojännite. (Lisävahvistimien käyttö on myöskin mahdollista jännitearvon kasvattamiseksi.) 5 SLIC-piirin yhteyteen voidaan myös lisätä erillinen piiri, jolla soittojännitteen nousunopeus (eli polariteetin vaihtonopeus) saadaan valinnaiseksi (voidaan valita muutama nopeusarvo). Tällaisessa piirissä on siis edellä mainituille polariteetin vaihtonopeuden määrääville kom-10 ponenteille useita eri vaihtoehtoja, joista yksi kerrallaan kytketään SLIC-piiriin. Tätä periaatetta on havainnollistettu kuviossa 7, jossa eri komponenttiarvot omaavia piirejä on merkitty viitemerkeillä A, B ja C. Näistä SLIC-piiri käyttää kerrallaan yhtä sen mukaan, mikä niistä on 15 valintaelimien 53 avulla valittu käyttöön. (Kuviossa 7 on selvyyden vuoksi esitetty nämä polariteetin vaihtonopeuden määräävät komponentit SLIC-piirin ulkopuolisina komponentteina, kun taas kuviossa 5 on oletettu, että yksi tällainen komponenttiyhdistelmä sisältyy SLIC-piiriin 50.) 20 Kuten edellä esitetystä ilmenee, tarvitaan esillä olevan keksinnön toteuttamiseksi hyvin vähän muutoksia tunnettuihin ratkaisuihin. Ainoa pakollinen muutos koskee SLIC-piirin ohjausta, eli polariteetin vaihto tehdään soittosignaalin määräämässä tahdissa jatkuvaksi. Tieto 25 siitä, että soittosignaali on generoitava saadaan sinänsä tunnetulla tavalla.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan 30 muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esim. soittojän-nitettä ja sen taajuutta voidaan muuttaa riippuen siitä, missä ja minkälaisille tilaajalaitteille soittosignaali generoidaan.

• «

Claims (3)

97512

1. Menetelmä soittosignaalin generoimiseksi tilaajalaitteelle (SD1...SDN), tunnettu siitä, että 5 generointi suoritetaan polariteetinvaihto-ominaisuudella varustetun, sinänsä tunnetun tilaajaliitäntäpiirin (50) avulla vaihtamalla tällaisen piirin tilaajalinjalle syöt-tämää polariteettia soittosignaalia vastaavassa tahdissa.

2. Järjestely soittosignaalin generoimiseksi tilaa- 10 jalaitteelle (SD1...SDN), kuten puhelimelle, jonka järjes telyn mukaisesti tilaajalaitteesta lähtevä tilaajajohto (SUBL) on kytketty sinänsä tunnettuun SLIC-tilaajaliitän-täpiiriin (50), joka on varustettu polariteetinvaihto-ominaisuudella tilaajajohdon polariteetin kääntämiseksi 15 päinvastaiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää ohjauselimet (52) SLIC-piirin tilaajajohdolle syöttämän polariteetin vaihtamiseksi jatkuvasti soittosignaalin määräämässä tahdissa soittosignaalin generoimiseksi mainittujen ohjauselimien avulla tilaajalaitteelle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää elimet (53, A, B, C) polariteetin vaihtonopeuden muuttamiseksi. 97512