JP2001218238A - トーン信号受信装置、トーン信号送信装置及びトーン信号送受信装置 - Google Patents

トーン信号受信装置、トーン信号送信装置及びトーン信号送受信装置

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JP2001218238A
JP2001218238A JP2000354330A JP2000354330A JP2001218238A JP 2001218238 A JP2001218238 A JP 2001218238A JP 2000354330 A JP2000354330 A JP 2000354330A JP 2000354330 A JP2000354330 A JP 2000354330A JP 2001218238 A JP2001218238 A JP 2001218238A
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signal
frequency
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Sachiko Hase
祥子 長谷
Eiji Otsuka
英治 大塚
Takeshi Yamashita
剛士 山下
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＤＴＭＦ信号の判別処理を実現する際に、回路
規模の増大を抑制し、コスト低減及びワンチップ化を図
ることを可能とする。 【解決手段】演算処理部１３０を、入力信号から２サン
プリング周期前の積和演算値を減算して得られた値と、
１サンプリング周期前の積和演算値にＤＴＭＦ信号中に
含まれる基準周波数に応じた係数を乗算して得られた値
とを加算することで行なう積和演算処理を各基準周波数
に応じたサンプル点数分繰り返し行なうように構成す
る。そして、比較コンパレータ１５０では、この演算処
理部１３０による積和演算値から比較コンパレータ１５
０により所定しきい値以上の出力値を抽出する。マトリ
クス部１６０では、比較コンパレータ１５０により抽出
された２以上の出力値に基づいてＤＴＭＦ信号の種類を
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、通信分野で利用
されるトーン信号を検出するトーン信号受信装置と、ト
ーン信号を発生するトーン信号送信装置と、トーン信号
を受信しかつトーン信号を送信する機能を有するトーン
信号送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オフィスビルや事業所で使用され
ているボタン電話システムにおいて、交換機能を有する
ボタン電話主装置（以下、主装置と称する）は、図２６
に示すように構成される。なお、１Ａは主装置を示す。
【０００３】図２６において、主装置１Ａは、トランク
ユニット１１と、ラインカード１２と、タイムスイッチ
部（ＴＳＷ）１３と、制御部１４と、ＤＴＭＦ（Dual T
oneMulti Frequency）信号受信部１５とを備え、これら
は音声バス（以下、ＰＣＭＨＷと称する）１６及び制御
バス（以下、ＤＨＷと称する）１７を介して相互に接続
されている。
【０００４】トランクユニット１１は、加入者線ＩＳＬ
を介して外部通信ネットワークＮＷに接続され、外部通
信ネットワークＮＷとの間のインタフェース機能を有す
る。ラインカード１２は複数の内線ＥＬ１〜ＥＬｍを介
して内線端末Ｔ１〜Ｔｍを接続しており、これら内線端
末Ｔ１〜Ｔｍとの間のインタフェース機能を有する。な
お、内線端末Ｔ１〜Ｔｍとして使用されるものには、例
えば標準電話機、ボタン電話機等がある。
【０００５】ＴＳＷ１３は、制御部１４の指示に従い、
トランクユニット１１とラインカード１２とを交換接続
する。同様に、トランクユニット１１及びラインカード
１２とＤＴＭＦ信号受信部１５とを交換接続する。
【０００６】ＤＴＭＦ信号受信部１５は、コーデック１
５ａと、ＰＢレシーバ１５ｂとを備えている。コーデッ
ク１５ａは、デジタル信号をアナログ信号に変換して、
そのアナログ信号をＰＢレシーバ１５ｂに出力する。Ｐ
Ｂレシーバ１５ｂは、入力されたアナログ信号からＤＴ
ＭＦ信号を検出し識別する。
【０００７】以下、上記主装置１ＡにおけるＤＴＭＦ信
号を検出する動作について説明する。ユーザが、内線端
末Ｔ１のダイヤルキーを押下すると、その内線端末Ｔ１
からダイヤルキーに応じたＤＴＭＦ信号が発生される。
このＤＴＭＦ信号は、図２７に示すように、互いに直交
する高周波数成分と低周波数成分とを混在させた信号で
あり、ラインカード１２及びＰＣＭＨＷ１６を介してＴ
ＳＷ１３へ転送され、以後ＴＳＷ１３及びＰＣＭＨＷ１
６を介してＤＴＭＦ信号受信部１５に転送される。
【０００８】ところで、ＤＴＭＦ信号受信部１５では、
コーデック１５ａが、ＰＣＭＨＷ１６上で多重化されて
いる多数のチャネルのうちの所定の１チャネルの信号を
抽出し、アナログ信号に変換するものであるため、コー
デック１５ａをチャネル毎に用意しておく必要がある。
ここで必要とするコーデック１５ａの個数は、収容回線
１００回線当たり８個である。したがって、ＤＴＭＦ信
号受信部１５は、回路規模が大きなものとなってしま
い、コストダウンのための集積化も困難となる。
【０００９】なお、近年では、ＤＳＰ（Digital Signal
Processor）を用いて上記ＤＴＭＦ信号受信部１５の処
理を実現することが考えられる。
【００１０】図２８は、ＤＳＰを用いたＤＴＭＦ信号受
信部内のブロックを示している。このＤＴＭＦ信号受信
部は、制御バスインタフェース部（以下、ＤＨＷ Ｉ／
Ｆと称する）２１と、ＣＰＵ２２と、ＤＳＰ２３とによ
り構成されている。ＤＨＷ Ｉ／Ｆ２１は、ＤＨＷ１７
との間のインタフェース機能を有する。ＣＰＵ２２は、
ＤＨＷ１７からＤＨＷ Ｉ／Ｆ２１を介して与えられる
制御信号に基づいてＤＳＰ２３の処理を制御する。ＤＳ
Ｐ２３は、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズム記憶部２３１
を備えている。すなわち、ＤＳＰ２３は、ＣＰＵ２２か
らの指示により、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズム記憶部
２３１に記憶されたプログラムに従って、ＰＣＭＨＷ１
６から与えられるＰＣＭ信号からＤＴＭＦ信号を検出し
識別する。
【００１１】以下、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムにつ
いて説明する。このＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムは、
離散フーリエ変換のＤＴＭＦ信号検出に最適なアルゴリ
ズムで、フーリエ変換と同様、時間軸上の信号を周波数
軸上の信号に変換して出力する。一般に、フーリエ変換
では、サンプル点数Ｎの時間軸上の入力信号を演算した
場合に、周波数軸上の出力信号もＮ点となる。しかし、
このフーリエ変換では、今回のようなＤＴＭＦ信号を検
出するための出力点数が８周波でよい場合には、無駄な
演算が多くなる。
【００１２】そこで、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムで
は、ある特定の周波数のみのスペクトルを出力できるよ
うにサンプル点数が選ばれ、さらに出力値が二乗される
ことにより、演算で生じる複素数をなくすことができ、
処理しやすいように実数のみで出力できる。なお、ＤＴ
ＭＦ信号は、図２７に示すように、４つの低周波数成分
と、４つの高周波数成分からそれぞれ１つずつ選んだ周
波数の混合波であるので、計１６通りの組み合わせの混
合波で表される。従って、ＤＴＭＦ信号がフーリエ変換
されて、周波数軸上の信号に変換されると、ＤＴＭＦ信
号に含まれる２つの周波数成分は、高周波数成分、低周
波数成分でそれぞれ１点ずつピーク値で示される。従っ
て、ＤＳＰ２３は、これらピークに対応する周波数の組
み合わせから、ＤＴＭＦ信号の種類を認識し、検出する
ことができる。
【００１３】しかしながら、上記のようなＤＳＰ２３を
用いた方法では、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを実行
するようなプログラムを作成しなければならない。ま
た、ＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをＣＰＵ２２及びＤ
ＳＰ２３に実行させることは、ＤＳＰ２３に多数のＲＯ
ＭやＲＡＭ、もしくは大容量のメモリを持たせる必要が
あるとともに、ＣＰＵ２２を高速動作対応のプロセッサ
に変える必要があるため、ＤＴＭＦ信号受信部の集積化
と低コスト化を図る上で大きな障害となり、さらに消費
電力もかかるという問題が生じる。
【００１４】一方、図２９は、他の従来のボタン電話シ
ステムの構成を示している。このボタン電話システム
は、主装置１Ｂに、トーン信号発生器１８を設けてい
る。なお、図２９において、図２６と同一部分には同一
符号を付して詳しい説明を省略する。
【００１５】トーン信号発生器１８は、ＴＳＷ１３及び
制御部１４に接続されており、制御部１４からの指示に
より、複数種の波形からなるトーン信号を時分割で発生
する。このトーン信号は、ＴＳＷ１３により内線端末Ｔ
１〜Ｔｍに選択的に送られる。
【００１６】ところで、上記トーン信号発生器１８は、
トーン信号を時分割で発生させるために、図３０に示す
如くＲＯＭ１８１にデータを格納し、そこからデータを
取り出している。
【００１７】ＲＯＭ１８１には、波形の１番からｎ−１
番までのデータ格納のための連続したエリアがある。各
エリアの大きさは同じｍバイトである。各エリアには発
生すべき波形の振幅値データが記憶されている。１つの
波形は、ＲＯＭ１８１からｍバイトのデータが１番から
ｎ−１番までの順番に従って読み出されることにより生
成される。
【００１８】また、トーン信号発生器１８は、トーン番
号切替用のカウンタ１８２と、データ番号切替用のカウ
ンタ１８３とを備えている。すなわち、トーン信号発生
器１８では、このカウンタ１８２で出力された上位ビッ
トと、カウンタ１８３で出力された下位ビットとが加算
器１８４により加算されたアドレス値が示すデータをＲ
ＯＭ１８１から取り出して出力する。
【００１９】そして、このトーン信号発生器１８におけ
る動作について説明すると、カウンタ１８２は０からカ
ウントされ、ｎ−１になったら０に戻されると同時にカ
ウンタ１８３の値が１つ更新される。カウンタ１８３も
０からカウントされ、ｍ−１になったら０に戻される。
加算器１８４は、カウンタ１８２の出力値を上位ビッ
ト、カウンタ１８３の出力値を下位ビットとして加算し
てアドレス値を生成し、このアドレス値をＲＯＭ１８１
に与える。このような動作を続けると、ＲＯＭ１８１か
ら各波形のデータが１つずつ出力され、これによりｎ個
の波形が時分割で出力される。
【００２０】しかし、上記トーン信号発生器１８では、
波形データをＲＯＭ１８１に格納しているため、回路が
大型化し、集積化を図ることが困難となる。また、上記
トーン信号発生器１８では、ＲＯＭ１８１に格納されて
いる波形データが予め決められたものであるため、波形
の周波数及び振幅値の変更、データ圧縮方式の変更、出
力する波形における２周波加算と２周波交番との切替に
柔軟に対応することができないという問題がある。これ
を解決するためには、ＲＯＭ１８１の設計変更が余儀な
くされ、コストが増大してしまうことになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来考え
られているボタン電話システムでは、ＤＴＭＦ信号の識
別処理をコーデック及びＰＢレシーバで構成されるアナ
ログ回路で実現しているため、回路規模が増大し、コス
トダウンのための集積化が困難となるという問題を有し
ている。
【００２２】また、ＤＳＰを用いてＤＴＭＦ信号の判別
処理を実現しようとする場合に、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアル
ゴリズムを実行するようなプログラムを作成しなければ
ならず、ユーザ負担を増大させてしまうことになり、さ
らにＲＯＭ、ＲＡＭを多数必要とするため、装置の構成
上及び処理上の負担が大きくなり、これが装置の集積
化、低コスト化及び低消費電力化を図る上で大きな障害
となるという問題を有している。
【００２３】さらに、トーン信号発生器においては、複
数種類の波形データを発生するためにＲＯＭを使用して
いるため、回路規模が大型化し、また、ＲＯＭに格納さ
れている波形データは予め決められたものであるので、
波形の周波数及び振幅値の変更、データ圧縮方式の変
更、出力する波形における２周波加算と２周波交番との
切替に柔軟に対応することができないという問題を有し
ている。
【００２４】この発明の第１の目的は、ＤＴＭＦ信号の
判別処理をデジタル回路で実現する上で、回路規模の増
大を抑制し、コスト低減及びワンチップ化を図ることが
可能なトーン信号受信装置を提供することにある。
【００２５】また、この発明の第２の目的は、メモリ削
減を図るとともに、波形の周波数及び振幅値の変更、デ
ータ圧縮方式の変更、出力する波形における２周波加算
と２周波交番との切替に柔軟に対応可能なトーン信号送
信装置を提供することにある。
【００２６】さらに、この発明の第３の目的は、回路規
模の増大を極力抑えた上で、トーン信号の送信処理及び
受信処理を１つの装置で実現可能なトーン信号送受信装
置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るトーン信
号受信装置は、複数の基準周波数を任意に組み合わせて
成るトーン信号を受信処理するトーン信号受信装置を対
象にしている。
【００２８】そして、上記第１の目的を達成するため
に、ｎ（ｎは任意の自然数）サンプリング周期前におけ
る前記トーン信号の複数の基準周波数のそれぞれに関す
る第１の参照値と、２ｎサンプリング周期前における前
記トーン信号のｑ個の基準周波数のそれぞれに関する第
２の参照値とを加算して複数の基準周波数のそれぞれに
関する現時点における演算値を複数の基準周波数のそれ
ぞれに対応するサンプル点数分算出するものであって、
ｎサンプリング周期前における複数の基準周波数のそれ
ぞれに関する演算値に基準周波数に対応する係数を乗算
して第１の参照値を算出し、２ｎサンプリング周期前に
おける基準周波数のそれぞれに関する演算値を現在のト
ーン信号からそれぞれ減算して第２の参照値を算出する
演算処理手段と、この演算処理手段で演算された基準周
波数のそれぞれに関する演算値から予め設定されたしき
い値以上の出力値を抽出する出力値抽出手段と、この出
力値抽出手段により抽出された２以上の出力値に基づい
てトーン信号の種類を判定する信号判定手段とを備える
ようにしたものである。
【００２９】なお、演算処理手段は、トーン信号から２
ｎサンプリング周期前の信号を差し引く減算手段と、こ
の減算手段の出力とｎサンプリング周期前の信号との和
を演算値として求める加算手段と、この加算手段の出力
を任意に設定可能なｎサンプリング周期分遅延する第１
の遅延手段と、この第１の遅延手段の出力を任意に設定
可能なｎサンプリング周期分遅延して減算手段に出力す
る第２の遅延手段と、第１の遅延手段の出力に基準周波
数に対応する係数を乗算して加算手段に出力する乗算手
段とを備え、しかも基準周波数のそれぞれに対応するサ
ンプル点数及び係数を記憶したメモリ回路を有し、１つ
の基準周波数における演算終了毎に各サンプル点数及び
係数をメモリ回路から順次読み出し出力し、乗算手段に
係数を与えて、サンプル点数分の演算処理を実行させる
ようにしている。
【００３０】この構成によれば、トーン信号の判別にＧ
ｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをデジタル回路で構成した
積和演算器を使用するようにし、この積和演算器は、ｎ
サンプリング周期前におけるトーン信号の複数の基準周
波数のそれぞれに関する第１の参照値と、２ｎサンプリ
ング周期前におけるトーン信号のｑ個の基準周波数のそ
れぞれに関する第２の参照値とを加算して基準周波数の
それぞれに関する現時点における積和演算値を基準周波
数のそれぞれに対応するサンプル点数分算出するフィー
ドバックループ構成のものである。そこで、トーン信号
中に含まれ得る全基準周波数に対応する適切なサンプル
点数及び係数を確保することで、別途に専用の回路を必
要とせずに実際のトーン信号中に含まれる任意の周波数
に対応できるようにし、この積和演算器による積和演算
値から所定しきい値以上の出力値を２以上抽出すること
でトーン信号中に含まれる周波数を検出でき、この検出
結果に基づいてトーン信号の種類を判定できるようにし
ている。すなわち、トーン信号検出処理を各デジタル回
路に分担させて、従来のコーデック部を用いた処理とＤ
ＳＰを用いた処理と同様のＤＴＭＦ信号検出処理を実現
することが可能となる。
【００３１】このため、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズム
をデジタル回路で構成した積和演算器を利用すること
で、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを実行するためのプ
ログラムを作成することなく、またこのプログラムを記
憶するための大容量のメモリは不要となり、またトーン
信号検出処理を各デジタル回路に分担させることで１つ
のデジタル回路の処理能力も低くできる。従って、回路
規模の増大を抑制でき、集積化及び低コスト化が可能と
なる。
【００３２】また、この発明に係るトーン信号送信装置
は、複数種の波形からなるトーン信号を時分割で発生す
るものであり、外部からの制御信号により情報内容を書
替可能なメモリを備え、このメモリに書き込まれた複数
種類の振幅情報を出力する振幅情報発生手段と、外部か
らの制御信号により情報内容を書替可能なメモリを備
え、このメモリに書き込まれた複数種類の周波数情報を
出力する周波数情報発生手段と、これら振幅情報発生手
段及び周波数情報発生手段からそれぞれ出力された振幅
情報及び周波数情報に基づいて、正弦波信号を前記トー
ン信号として出力させる正弦波発生手段と、この正弦波
発生手段から出力される正弦波信号を安定させるように
一定間隔で正弦波発生手段をリセットするリセット手段
とを備えるようにしたものである。
【００３３】この構成によれば、波形情報を記憶したメ
モリを持つのではなく、振幅情報及び周波数情報をそれ
ぞれ記憶したメモリを使用し、これらメモリに記憶され
た複数種類の振幅情報及び周波数情報を順次読み出して
トーン信号として送出すべき正弦波信号を生成している
ので、装置全体で使用するメモリを小さくでき、また、
外部からの制御信号に基づいてメモリにそれぞれ周波数
情報及び振幅情報を書き替えることにより簡単に生成波
形を変えることができる。また、波形生成の際に、計算
誤差により波形が変わっていくが、一定間隔でリセット
をかけることにより正弦波出力を安定させることができ
る。
【００３４】また、上記構成において、リセット手段
は、リセットが行われてからの経過時間を計時する計時
手段と、正弦波発生手段から出力される正弦波信号の符
号が正から負に変化したことを検出する極性変化検出手
段と、計時手段により計時された経過時間が所定時間を
超えている状態において、極性変化検出手段により極性
が正から負に変化したことが検出された際に、正弦波発
生手段をリセットするリセット制御手段とを備えること
を特徴とする。
【００３５】この構成によれば、所定の経過期間が過ぎ
た後、すぐにリセットをかけるのではなく波形が正から
負になるまで待ってからリセットをかけることにより、
出力波形が飛ばずに滑らかにリセットをかけることがで
きる。
【００３６】上記構成において、さらに、外部からの制
御信号により切換導出を行なう出力切換器を用いて、正
弦波発生手段から出力される正弦波信号と、振幅情報発
生手段から出力される振幅情報とを選択的に導出するこ
とにより、正弦波発生手段から出力される正弦波信号の
振幅値を固定値と選択的に入れ替える矩形化手段を備え
てなることを特徴とする。
【００３７】この構成によれば、外部からの制御で正弦
波信号を矩形化するかしないかの制御ができ、出力切換
器により正弦波発生手段から出力される正弦波信号の振
幅値を固定値と選択的に入れ替えることで矩形化した後
の振幅値で正弦波を発生することにより、矩形化用の振
幅値情報記憶装置が不要になる。
【００３８】上記構成において、さらに、正弦波発生手
段の出力と前記矩形化手段の出力とを加算する加算器
と、一定期間毎に正弦波発生手段の出力と矩形化手段の
出力とを交互に切換出力する交番処理器と、外部からの
制御信号に基づいて加算器の出力と交番処理器の出力と
を選択的に導出する出力切換器とにより構成される加算
・交番処理手段を備えてなることを特徴とする。
【００３９】この構成によれば、外部からの制御信号に
基づいて加算器の出力と交番処理器の出力とを選択的に
導出する出力切換器を備えることにより、発生すべきト
ーン信号に応じて加算処理か交番処理かを簡単に切り換
えることができる。
【００４０】上記構成において、さらに、外部からの制
御信号に基づいて互いに圧縮方式が異なる第１圧縮則と
第２圧縮則とを切換可能なものであって、加算・交番処
理手段の出力を第１圧縮則もしくは第２圧縮則に基づい
て選択的に圧縮処理する圧縮手段を備えてなることを特
徴とする。
【００４１】この構成によれば、外部からの指示により
発生すべきトーン信号の圧縮方式をいつでも変更するこ
とが可能となる。
【００４２】また、この発明に係るトーン信号送受信装
置は、複数の基準周波数を任意に組み合わせて成るトー
ン信号を受信して処理し、かつ所望の基準周波数のトー
ン信号を生成して送信するトーン送受信装置を対象にし
ている。
【００４３】そして、上記第３の目的を達成するため
に、トーン信号の複数の基準周波数のそれぞれに関する
所定の第１参照値と複数の基準周波数のそれぞれに関す
る所定の第２参照値とを加算して基準周波数のそれぞれ
に関する現時点における演算値を算出する加算手段と、
この加算手段の出力値をｎ（ｎは任意の自然数）サンプ
リング周期分遅延する第１の遅延手段と、この第１の遅
延手段の出力値をｎサンプリング周期分遅延する第２の
遅延手段と、第１の遅延手段の出力値に基準周波数に応
じて定まる係数を乗算して第１参照値を算出する乗算手
段と、第２の遅延手段の出力値から第２参照値を算出す
る減算手段とを備え、トーン信号送信処理時に、第２の
遅延手段の出力値を生成すべきトーン信号の周波数に応
じて定まる初期値に設定するとともに、生成すべきトー
ン信号の基準周波数に応じて定まる係数を乗算手段に与
え、しかも減算手段により第２の遅延手段の出力値を反
転させた第２参照値を算出し、トーン信号受信処理時
に、入力信号を減算手段に入力し、第２の遅延手段の出
力値を入力信号からそれぞれ減算して基準周波数のそれ
ぞれに関する第２参照値を算出するとともに、基準周波
数に応じて定まる係数を前記乗算手段に与えるようにし
たものである。
【００４４】この構成では、トーン信号送信処理時に、
ｎサンプリング周期前における演算値に所望のトーン信
号の基準周波数に応じて定まる係数が乗算された第１参
照値と、２ｎサンプリング周期前における積和演算値が
反転された第２参照値とが加算されることで送信すべき
トーン信号が求められる。そして、トーン信号受信処理
時に、ｎサンプリング周期前における基準周波数のそれ
ぞれに関する積和演算値に基準周波数に応じて定まる係
数を乗算して基準周波数のそれぞれに関して求められた
第１参照値に、２ｎサンプリング周期前における基準周
波数のそれぞれに関する積和演算値を現在の入力信号か
らそれぞれ減算して基準周波数のそれぞれに関して求め
られた第２参照値が加算される積和演算が基準周波数の
それぞれに関して繰り返し行われる。すなわち、Ｇｏｅ
ｒｔｚｅｌアルゴリズムをデジタル回路で構成した積和
演算器を、トーン信号送信処理及びトーン信号受信処理
で共用するようにし、トーン信号送信処理時及びトーン
信号受信処理時に応じて、積和演算器内の減算器、乗算
器及び第２の遅延素子に係数及びパラメータ値を選択的
に与えるようにしたものである。
【００４５】従って上記構成によれば、上記積和演算器
をトーン信号送信処理及びトーン信号受信処理で別々に
用意する必要がなくなり、しかもトーン信号送信処理時
に、積和演算器内の第２の遅延素子の出力値を生成すべ
きトーン信号の周波数に応じて定まる初期値に設定し、
乗算器に生成すべきトーン信号の周波数に応じて定まる
係数を与えるとともに、減算器で第２の遅延素子の出力
値を反転させた第２参照値を算出するだけで、所望の周
波数を有するトーン信号を生成することができる。そし
て、トーン信号受信処理時に、減算器に入力信号を与
え、２ｎサンプリング周期前における基準周波数のそれ
ぞれに関する積和演算値を入力信号からそれぞれ減算し
て基準周波数のそれぞれに関する第２参照値を算出し、
かつ乗算器に基準周波数に応じて定まる係数を与えるだ
けで、入力信号から基準周波数を中心周波数とする複数
の周波数スペクトルを検出でき、この検出結果に基づい
てトーン信号の種類を判定できる。このため、回路規模
の削減を図ることができ、集積化による小型化、低コス
ト化及び低消費電力化を容易に実現することができる。
また、１つの装置で必要に応じてトーン信号受信装置と
トーン信号送信装置とを選択的に使用できるので、使い
勝手のよいものとなる。
【００４６】また、この発明は、トーン信号送信処理時
に応じて第２の遅延手段の出力値を生成すべきトーン信
号の周波数に応じて定まる初期値に設定するための処理
の実行・停止を切り替える第１の切替器と、トーン信号
送信処理時及び受信処理時に応じて乗算手段に対し与え
る係数を切り替える第２の切替器と、トーン信号送信処
理時及び受信処理時に応じて入力信号を減算手段に与え
る処理の実行・停止を切り替える第３の切替器とをさら
に備え、第１、第２及び第３の切替器は、所定周期毎に
交互に切り替えを行なうことを特徴とする。
【００４７】このように構成することで、第１、第２及
び第３の切替器に対し、所定周期毎に交互に切り替えを
行なうように設定しておけば、人の手を介することな
く、切替制御が自動的に行われる。
【００４８】また、この発明は、トーン信号の受信処理
時に、基準周波数のそれぞれに関して加算手段により算
出された積和演算値から予め設定されたしきい値以上の
ピーク値を抽出するピーク抽出手段と、このピーク抽出
手段により抽出された２以上のピーク値に基づいて前記
トーン信号の種類を判定する信号判定手段とをさらに備
えることを特徴とする。
【００４９】この構成によれば、積和演算器による積和
演算値から検出された各周波数スペクトルのうちピーク
値がしきい値以上の２組の周波数から受信したトーン信
号の種類を判定することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】（第１の実施形態）この発明の一実施形態
は、ボタン電話システムにおいて、互いに直交する２つ
の周波数が混在するＤＴＭＦ（Dual Tone Multi Freque
ncy）信号を受信処理するトーン信号受信装置に係わる
ものである。
【００５２】図１に示すように第１の実施形態に係るト
ーン信号受信装置は、速度変換部１１０、圧縮／リニア
変換部１２０、演算処理部１３０、絶対値変換部１４
０、比較コンパレータ１５０、マトリクス部１６０を備
えている。
【００５３】速度変換部１１０は、音声バス（ＰＣＭＨ
Ｗ）（図示せず）に接続されている。速度変換部１１０
は、音声バス上で１フレーム周期（例えば１２５μｓ）
で多重化されている複数チャネルのうちの１チャネルを
抽出し、レートを低下させて連続したデータとする。す
なわち、速度変換部１１０は、一定の周期で値が変化し
て行くＰＣＭ信号を再生する。
【００５４】圧縮／リニア変換部１２０には、速度変換
部１１０から出力されるＰＣＭ信号が与えられる。この
ＰＣＭ信号は、図２に示すような２種類の圧縮方式（μ
２５５則、Ａ則）により圧縮されている。そこで、圧縮
／リニア変換部１２０は、速度変換部１１０から出力さ
れるＰＣＭ信号を図２に示すような変換方式に従って伸
長してリニアなＰＣＭ信号に戻す。
【００５５】演算処理部１３０は、圧縮／リニア変換部
１２０から与えられる現時点のＰＣＭ信号、１サンプリ
ング周期前のＰＣＭ信号及び２サンプリング周期前のＰ
ＣＭ信号を用いて後に詳述する積和演算をＤＴＭＦ信号
中に含まれ得る計８周波数のそれぞれについて行なう。
そして、演算処理部１３０による演算値は、絶対値変換
部１４０に与えられる。
【００５６】絶対値変換部１４０は、演算処理部１３０
の出力値の絶対値を算出する。
【００５７】比較コンパレータ１５０は、絶対値変換部
１４０の出力値から予め設定されたしきい値以上の出力
値を抽出し、マトリクス部１６０に出力する。マトリク
ス部１６０は、比較コンパレータ１５０からの２以上の
出力値に基づいてＤＴＭＦ信号の種類、つまりユーザが
電話機のどのダイヤルキーを押したかを判定し、この判
定結果を図示しないＣＰＵに送出する。なお、演算処理
部１３０による演算値は、正及び負の双方に生じ得るの
で、絶対値変換部１４０により絶対値に変換する必要が
ある。
【００５８】次に、上記演算処理部１３０の具体的な回
路例について図３を参照して説明し、上記演算処理部１
３０の動作について図４を参照して説明する。まず、図
３において、演算処理部１３０における積和演算回路
は、減算器（ＳＵＢ）１３１と、加算器（ＡＤＤ）１３
２と、遅延素子（ＦＦ０）１３３と、遅延素子（ＦＦ
１）１３４と、乗算器（ＭＵＬ）１３５とにより構成さ
れる。
【００５９】減算器１３１は、図４（ａ）に示す入力信
号Ｘ（ｎ）から図４（ｃ）に示す２サンプリング周期前
の値Ｖ（ｎ−２）を減算し、この減算値を加算器１３２
に出力する。加算器１３２は、減算器１３１の出力と図
４（ｂ）に示す１サンプリング周期前の値Ｖ（ｎ−１）
とを加算する。この加算値は、新しい出力値Ｖ（ｎ）と
なり、さらに遅延素子１３３により任意に設定可能なサ
ンプリング周期で出力保持される。遅延素子１３３の出
力Ｖ（ｎ−１）は、遅延素子１３４により任意に設定可
能なサンプリング周期で出力保持された後、Ｖ（ｎ−
２）として減算器１３１に出力される。また、遅延素子
１３３の出力Ｖ（ｎ−１）は、乗算器１３５によりＤＴ
ＭＦ信号中に含まれる周波数に対応する係数Ｋ（ｆ）を
乗算された後、加算器１３２に出力される。
【００６０】すなわち、出力値Ｖ（ｎ）は、下式に示さ
れるようになる。 Ｖｋ（ｎ）＝Ｋ（ｆ）×Ｖｋ（ｎ−１）−Ｖｋ（ｎ−
２）＋Ｘ（ｎ）Ｋ（ｆ）＝２×ｃｏｓ（２πｋ／Ｎ） Ｖｋ（−１）＝０ Ｖｋ（−２）＝０ ｎ＝０，１，…Ｎ−１ 上記のような積和演算処理は、１フレーム期間内でＮ回
実行されることになり、この演算処理回数がカウンタ１
３６でカウントされることになる。このカウント値は、
コンパレータ１３７により周波数毎に設定されたカウン
ト値Ｎと比較される。コンパレータ１３７は、カウンタ
１３６でカウントされるカウント値と設定カウント値Ｎ
とが一致した時点でカウンタ１３６をリセットし、ＲＯ
Ｍ１３８に対しアドレス値を出力する。
【００６１】ＲＯＭ１３８は、図５に示す如く、ＤＴＭ
Ｆ信号中に含まれ得る計８周波数に対応するサンプル点
数Ｎ及び係数Ｋ（ｆ）を記憶した設定テーブルを備えて
おり、コンパレータ１３７から出力されるアドレス値に
基づいて、各サンプル点数Ｎ及び係数Ｋ（ｆ）を順次読
み出し出力する。この読み出されたサンプル点数Ｎは、
コンパレータ１３７に与えられ、係数Ｋ（ｆ）は、乗算
器１３５に与えられる。カウンタ１３６は、コンパレー
タ１３７からリセット信号が与えられると、各遅延素子
１３３、１３４の保持値をリセットする。
【００６２】図６は、上記比較コンパレータ１５０の具
体的な回路例を示すブロック構成図である。
【００６３】すなわち、比較コンパレータ１５０は、８
個のレジスタ１５１１〜１５１８と、比較部１５２とを
備えている。演算処理部１３０で演算された８周波数分
の演算結果となるピーク値は、周波数別に８個のレジス
タに１から８までの順番に従って記憶される。比較部１
５２は、８個のレジスタ１５１１〜１５１８からピーク
値を１から８までの順番に従って読み出し、しきい値Ｔ
ｈと比較して、このしきい値Ｔｈ以上のピーク値を１と
してマトリクス部１６０に出力する。また、しきい値未
満のピーク値を０としてマトリクス部１６０に出力す
る。
【００６４】マトリクス部１６０は、図７に示す如く、
判定回路１６１と、計数回路１６２とを備えている。こ
のうち、判定回路１６１は、図８に示す如く、ＤＴＭＦ
信号中に含まれ得る全ての周波数のうち２組の周波数に
対応する判別データ、つまりデジット値を記憶した判別
テーブルを備え、比較コンパレータ１５０から出力され
る８つのデータをアドレス値として判別テーブルを参照
してその対応するデジット値を読み出しＣＰＵ（図示せ
ず）に出力する。なお、比較コンパレータ１５０から出
力される８つのデータには、論理「１」を示す符号が２
以上含まれている。デジット値は、４ビット（Ｄ０〜Ｄ
３）の２進符号で表現される。また、判定回路１６１
は、判定結果を計数回路１６２に出力する。計数回路１
６２は、判定結果の入力回数を計数し、この計数結果を
デジット値ＤＶとしてＣＰＵに出力する。さらに、判定
回路１６１は、比較コンパレータ１５０から出力される
８つのデータがしきい値を越えないように判定処理を行
なっている。
【００６５】次に、上記構成と従来から利用されている
Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムとの関係について説明す
る。Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムでは、入力信号とし
てＤＴＭＦ信号Ｘ（ｎ）が与えられると、その信号をフ
ーリエ変換して、周波数領域での値｜ｙｋ（Ｎ）｜ 2が
出力される。このアルゴリズムは、基本的にはフーリエ
変換であるから、入力信号に含まれる周波数成分におけ
る周波数スペクトルの２本がピーク値を示すことにな
る。そして、そのピーク値を持つ周波数成分の組み合わ
せパターンから、どのＤＴＭＦ信号、つまりどのダイヤ
ルキーを押したかを認識させる。
【００６６】ここで、ＤＴＭＦ信号には、図９に示すよ
うに、８つの特定の周波数、すなわち低周波数成分４つ
と、高周波数成分４つの計８本の周波数スペクトル、そ
してその８つの周波数の２次高調波８本で計１６本が含
まれる。Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムでは、これらの
１６本のスペクトルのみを同時にうまく検出するため
に、サンプル点数Ｎを２０５ポイント、２次高調波を２
０１ポイントに設定している。ここで、２次高調波を同
時に検出する理由としては、人の話し声と識別するため
である。これをＴＡＬＫ ＯＦＦ検出と呼ぶ。このＴＡ
ＬＫ ＯＦＦは、高調波成分を検出することにより実現
できる。また、ＤＴＭＦ信号には、２次高調波がほとん
ど含まれないから、この２次高調波のスペクトル値が所
定しきい値と比較されて識別されることになる。
【００６７】この実施形態では、ＴＡＬＫ ＯＦＦに係
数Ｋの値を変えることで対応でき、ＴＡＬＫ ＯＦＦに
対して回路規模を小さくできる。
【００６８】なお、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムで
は、そのままデジタル回路化した場合に、通常、図１０
に示すようなフィードフォワードループ構成が考えられ
ている。
【００６９】図１０に示す積和演算器は、遅延素子５０
１と、乗算器５０２と、遅延素子５０３と、減算器５０
４と、加算器５０５と、乗算器５０６とを備えている。
【００７０】すなわち、積和演算器は、遅延素子５０１
で遅延された１サンプリング周期前における積和演算値
に対し、乗算器５０２でＤＴＭＦ信号中に含まれ得る周
波数に応じて定まる係数を乗算して周波数のそれぞれに
関する第１参照値を求める。また、遅延素子５０３で遅
延された２サンプリング周期前における複数の周波数の
それぞれに関する積和演算値に対し、減算器５０４にて
現在の入力信号からそれぞれ減算して複数の周波数のそ
れぞれに関する第２参照値を求める。そして、これら第
１参照値と第２参照値とを加算器５０５で加算する。こ
の加算値は、乗算器５０６に供給される。乗算器５０６
は、乗算器５０２を制御して、周波数スペクトラムの抽
出結果をサンプリング点の最後に得られるように調整す
る役割を果たす。
【００７１】しかし、上記のようなフィードフォワード
ループ構成では、フィードフォワードループの他に別の
回路が必要となる。
【００７２】そこで、この実施形態では、上記演算処理
部１３０に使用される積和演算回路の構成を、上記Ｇｏ
ｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを簡略化し、ピークホールド
処理を行なうことで、フィードフォワードループ構成を
含まない形としてフィードバックループ構成としてい
る。また、本来の目的としては、ＤＴＭＦ信号の種類を
認識できればよいので、出力値の精度を下げてもよい。
そこで、小型化のために、積和演算ビット数を下げ、回
路規模を縮小している。
【００７３】上記演算処理部１３０の積和演算回路で
は、各周波数に対しサンプル点数及び係数を変更して処
理するため、検出周波数に近い周波数の演算を行うこと
ができる。そのために、最適なサンプル点数と、演算に
用いる係数Ｋとを予め確保しておくようにする。なお、
各周波数の偏差は、現在用いられているアナログレシー
バのスペックである３％の周波数偏差を必要とする。し
かし、一般的に、フィードバックループ構成での周波数
偏差は、周波数が低いと帯域幅が広くなり、高くなると
狭くなる。また、サンプル点数が増えると周波数の帯域
幅が狭くなり、減ると広くなるという性質を持つ。この
ため、サンプル点数を統一すると、各周波数の偏差が異
なることになる。そこで、各周波数の偏差を均一にする
ために、低周波数成分では帯域幅を小さくするため約２
００ポイント程度、高周波数成分では帯域幅を大きくす
るため約１００ポイント程度に設定する。これにより、
高周波数成分は、１００ポイントあれば出力値が得ら
れ、低周波数成分の演算にかかる時間の半分で出力され
ることになる。よってさらに多重化することができる。
【００７４】図１１は、上記方法とサンプル点数とを用
いた各周波数における演算処理部１３０の出力値の変化
を示している。すなわち、入力信号は、適合した周波数
で振動しながら振幅値が増大していき、それ以外の周波
数で減衰していく性質がある。この性質を利用すると、
比較コンパレータ１５０では、図１２に示すように、２
００ポイント分演算して出力するまで結果を待たなくて
も、出力された値の絶対値を各周波数でピークホールド
して、そのピーク値を所定しきい値と比較することによ
り、より早い時間内に検出することができる。さらに
は、２００ポイントまで演算しなくても、周波数を分離
できることから、１６０ポイントまで演算すると、リセ
ットして０から演算を開始する。これにより、２００ポ
イントでは検出すべき時間４０ｍｓ内に１度しか演算出
力できないが、１６０ポイントにすると２回演算の出力
値が得られる。このように演算回数を減らすことで出力
回数が増え、精度を上げることができる。
【００７５】以上のように上記実施形態によれば、演算
処理部１３０にＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをデジタ
ル回路化した積和演算回路を備えるようにしている。こ
の積和演算回路は、入力信号から遅延素子１３４の出力
である２サンプリング周期前の積和演算値を減算器１３
１にて減算して得られた値と、遅延素子１３３の出力で
ある１サンプリング周期前の積和演算値にＤＴＭＦ信号
中に含まれ得る周波数に応じた係数を乗算器１３５にて
乗算して得られた値とを加算器１３２で加算することで
行なう積和演算処理を各周波数に応じたサンプル点数分
繰り返し行なうものである。このため、別途専用の回路
を必要とせずに実際のＤＴＭＦ信号中に含まれる任意の
周波数に対応できるようになる。そして、この積和演算
回路による演算結果から比較コンパレータ１５０により
所定しきい値以上の出力値を抽出することでＤＴＭＦ信
号中に含まれる周波数スペクトラムを検出でき、この検
出結果に基づいてマトリクス部１６０によりＤＴＭＦ信
号の種類を判定できる。すなわち、ＤＴＭＦ信号検出処
理を各デジタル回路に分担させて、従来のコーデック部
を用いた処理とＤＳＰを用いた処理と同様のＤＴＭＦ信
号検出処理を実現することが可能となる。
【００７６】このため、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズム
をデジタル回路化した積和演算回路を利用することで、
Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを実行するためのプログ
ラムを作成する必要がなく、またこのプログラムを記憶
するための大容量のメモリは不要となり、またＤＴＭＦ
信号検出処理を演算処理部１３０，比較コンパレータ１
５０及びマトリクス部１６０といった各デジタル回路に
分担させることで１個当たりのデジタル回路の処理能力
も低くできる。従って、回路規模の増大を抑制でき、集
積化及び低コスト化が可能となる。
【００７７】なお、上記積和演算回路は、Ｇｏｅｒｔｚ
ｅｌアルゴリズム演算を簡略化したフィードバックルー
プ構成のものであり、演算過程で数値近似及び精度を限
定したものであるので、回路規模を小さくでき、システ
ムオンチップ化が容易に実現できる。
【００７８】また、上記図３に示した積和演算回路は、
１つの周波数における回路構成であったが、例えば８つ
の周波数に対して多重化して演算可能な回路構成も実現
できる。
【００７９】図１３は、上記多重化演算を実行する演算
処理部１３０内の積和演算回路の構成を示す回路ブロッ
ク図であり、図１４はその動作を示すタイミング図であ
る。なお、図１３において、上記図３と同一部分には同
一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８０】図１３において、加算器１３２の後段に８
個の遅延素子（ＦＦ０）１３３１〜１３３８を直列に接
続した第１の遅延素子群１３３０と、この第１の遅延素
子群１３３０の後段に８個の遅延素子（ＦＦ１）１３４
１〜１３４８を直列に接続した第２の遅延素子群１３４
０を備えている。
【００８１】第１の遅延素子群１３３０は、加算器１３
２から出力された８ＴＳ（ＴＳ０〜ＴＳ７）分のデータ
を遅延素子１３３１に入力し、遅延素子１３３８に至る
まで順に１ＴＳ分シフトしていくことにより、全体的に
１サンプリング周期分遅延して第２の遅延素子群１３４
０及び乗算器１３５に出力する。第２の遅延素子群１３
４０は、第１の遅延素子群１３３０から出力された８Ｔ
Ｓ（ＴＳ０〜ＴＳ７）分のデータをまず遅延素子１３４
１に入力し、１サンプリング周期の１／８の周期で遅延
素子１３４８に至るまで順に１ＴＳ分シフトしていくこ
とにより、全体的に１サンプリング周期分遅延して減算
器１３１に出力する。なお、第１の遅延素子群１３３０
及び第２の遅延素子群１３４０の各遅延素子に設定する
遅延時間は、周波数に応じて任意に設定可能なものであ
る。
【００８２】すなわち、減算器１３１は、入力信号Ｘ
（ｎ）から遅延素子１３４８の出力（ＦＦ１−８）を差
し引く。加算器１３２は、減算器１３１の出力と、遅延
素子１３３８の出力（ＦＦ０−８）に乗算器１３５にて
係数Ｋ（ｆ）を乗算した値とを加算して絶対値変換部１
４０及び第１の遅延素子群１３３０に出力する。このよ
うな演算処理は、８ＴＳ分のデータに対して時分割でＮ
サンプル点数分順次実行される。
【００８３】また、この場合に後段の絶対値変換部１４
０、比較コンパレータ１５０及びマトリクス部１６０
は、それぞれ８ＴＳ分のデータに対して時分割処理を行
なう。
【００８４】なお、上記説明では、８ＴＳ分のデータに
対して演算処理を実行したが、それ以外の複数のＴＳを
多重化したデータに対しても、第１の遅延素子群１３３
０及び第２の遅延素子群１３４０の各遅延素子の数を複
数のＴＳ分備えれば、同様に実行できる。
【００８５】（第２の実施形態）この発明の第２の実施
形態は、ボタン電話システムにおいて、複数種の波形か
らなるトーン信号を時分割で発生するトーン信号送信装
置に係わるものである。
【００８６】図１５は、この発明の第２の実施形態に係
わるトーン信号送信装置を示すブロック構成図である。
【００８７】すなわち、トーン信号送信装置３００は、
記憶部３１０，３２０と、正弦波発生部３３０と、リセ
ット発生部３４０と、矩形化部３５０と、加算・交番処
理部３６０と、圧縮部３７０とを備えている。
【００８８】記憶部３１０は、図１６に示す如く、後述
する外部の制御部１４からの指示により１波形当たり２
単周波を発生させるため合計２ｎ個の正弦波分の周波数
情報を記憶している。また、この記憶部３１０に記憶さ
れた周波数情報は、制御部１４により書き替え可能とな
っている。記憶部３２０も制御部１４からの指示により
１波形当たり２単周波を発生させるため合計２ｎ個の正
弦波分の振幅情報を記憶している。また、この記憶部３
２０に記憶された振幅情報も、外部の制御部１４により
書き替え可能となっている。
【００８９】正弦波発生部３３０は、制御部１４の指示
により記憶部３１０，３２０からそれぞれ読み出される
振幅情報及び周波数情報に基づいて、正弦波信号を出力
するものである。リセット発生部３４０は、正弦波発生
部３３０から出力される正弦波信号を安定させるように
一定間隔で正弦波発生部３３０をリセットするものであ
る。矩形化部３５０は、記憶部３２０に記憶された振幅
情報に基づいて、正弦波発生部３３０から出力された正
弦波信号を矩形化するものである。加算・交番処理部３
６０は、矩形化部３５０の出力に対し、加算もしくは交
番処理を行なうものである。圧縮部３７０は、制御部１
４からの制御信号に基づいて互いに圧縮方式が異なるＡ
則とμ則とを切換可能なものであって、加算・交番処理
部３６０の出力をＡ則もしくはμ則に基づいて選択的に
圧縮処理するものである。
【００９０】まず、正弦波発生部３３０について説明す
ると、その構成は、図１６に示すように、ラッチ３３
１，３３２，３３３と、減算器３３４と、乗算器３３５
とから成る。
【００９１】ここで、正弦波発生部３３０による正弦波
発振の原理を説明する。信号処理のｚ変換の理論により
次式の計算で正弦波の発振ができることが知られてい
る。 ｙ（０）＝２ｃｏｓωｙ（−１）−ｙ（−２） ω＝２π・（発振周波数）／サンプリング周波数 初期値ｙ（−１）＝０ ｙ（−２）＝Ａｓｉｎω （但し、Ａは振幅値） なお、２ｃｏｓωの値は記憶部３２０で振幅情報として
保持され、Ａｓｉｎωの値は記憶部３１０で周波数情報
として保持される。まず、正弦波発生部３３０では、リ
セット信号が入った後、ラッチ３３３の値を０にし、ラ
ッチ３３１に記憶部３２０から出力される振幅情報を保
持させる。その後、ラッチ３３３はクロックに合わせて
ラッチ３３２の値を取り込み、同じタイミングでラッチ
３３１はラッチ３３３の値を取り込む。
【００９２】そして、ラッチ３３３のデータ値及び記憶
部３１０から出力される周波数情報は、乗算器３３５で
乗算される。この乗算器３３５の出力である積データ値
は、減算器３３４でラッチ３３１のデータ値が差し引か
れる。この減算器３３４の出力値は、クロックに合わせ
てラッチ３３２に取り込まれる。同じタイミングで、ラ
ッチ３３２のデータがラッチ３３３に移動すると同時
に、ラッチ３３３のデータがラッチ３３１に移動する。
このような動作を繰り返すことで単周波データを連続し
て生成できる。
【００９３】なお、上記正弦波発生部３３０では、時分
割でデータを発生させるために、ラッチ３３１，３３３
が２ｎ個縦列に接続されている。これらラッチ３３１，
３３３の内部ではクロックに応じてデータを次段に流し
ていくことで、記憶データ内容を１つずつ変えていく。
すると、２ｎ個の正弦波データが１データ毎に時分割で
出力される。ここで、１番始めの正弦波データから最後
の正弦波データが出力されるまでを１フレームとする。
【００９４】図１７は、上記リセット発生部３４０の構
成を示す回路ブロック図である。このリセット発生部３
４０は、タイマ３４１と、タイマ満了後各波形毎に滑ら
かに波形をリスタートさせるタイミングを見つけるため
の波形符号監視回路３４２と、タイマ満了後リセットさ
れたかを記憶するリセット監視レジスタ３４３と、外部
リセットがかかった時に正弦波発生部３３０を強制的に
リセットするためのリセット信号を発生する２フレーム
信号出力レジスタ３４４と、比較器３４５と、ＯＲ回路
３４６とにより構成される。
【００９５】上記リセット発生部３４０における動作に
ついて説明する。タイマ３４１による満了後、リセット
監視レジスタ３４３は、満了を示す情報、つまり論理値
「１」を比較器３４５の一方の入力端に出力する。この
比較器３４５の他方の入力端には、波形符号監視回路３
４２からの判定結果を示す情報が入力される。なお、波
形符号監視回路３４２は、正弦波発生部３３０から発生
される正弦波信号を取り込んで、符号記憶レジスタ３４
２１に１フレーム分の符号を記憶し、比較器３４２２に
て、符号記憶レジスタ３４２１に記憶された符号と現フ
レームである正弦波信号の符号とを比較し、前フレーム
の符号が正で現フレームの符号が負の時に、論理値
「１」を比較器３４５に出力する。
【００９６】比較器３４５は、両者の入力信号が論理値
「１」を示す場合に、論理値「１」を示す信号をＯＲ回
路３４６に出力する。ＯＲ回路３４６は、一方の入力端
に論理値「１」を示す信号を受けると、リセット信号を
発生する。また、外部からリセット信号を受けたときに
は、２フレーム信号出力レジスタ３４４は、リセット信
号をＯＲ回路３４６を介して正弦波発生部３３０に送出
するとともに、タイマ３４１をリセットし、外部からの
リセットが解除されてからタイマ３４１によるカウント
を開始させる。
【００９７】図１８は、矩形化部３５０の具体的な回路
例を示す回路ブロック図である。すなわち、矩形化部３
５０は、正弦波発生部３３０から発生される正弦波信号
を記憶するラッチ３５１，３５２と、記憶部３２０から
発生される振幅情報を記憶して固定値とするラッチ３５
３と、正弦波信号を出力するか矩形波信号を出力するか
を記憶した記憶部３５４及びレジスタ３５５と、レジス
タ３５５により出力を切り換えるセレクタ３５６とによ
り構成される。なお、ラッチ３５１，３５２は、互いに
タイミングをずらして信号を取り込むことにより、ラッ
チ３５１に正弦波信号１を記憶し、ラッチ３５２に正弦
波信号２を記憶する。また、記憶部３５４の記憶情報
は、制御部１４により書き替え可能となっている。
【００９８】セレクタ３５６は、ラッチ３５１に記憶さ
れた正弦波信号１とラッチ３５３に記憶された記憶部３
２０からの振幅情報とを選択的に導出する。なお、ラッ
チ３５３に記憶された振幅情報は、正弦波により一定で
あるので、１つの正弦波に注目してみると固定値とな
る。ここで、セレクタ３５６では、正弦波信号を出力し
たい場合に、ラッチ３５１の出力をそのまま選択導出
し、矩形波信号を出力したい場合に、図１９に示すよう
に、ラッチ３５１の出力のうちの符号ビット以外の値と
ラッチ３５３の固定値とを入れ替えて出力する。する
と、符号が正弦波と同じ周期で変化し、振幅値が一定に
なるので矩形化ができる。これにより、矩形化部３５０
からは、正弦波と矩形波との両方を出力することができ
る。また、セレクタ３５６は、レジスタ３５５によって
切換制御されるものであり、トーン毎に矩形化処理をす
るかしないかの情報は記憶部３５４に記憶されている。
したがって、レジスタ３５５は記憶部３５４に記憶され
た情報を読み込んで、トーン番号に応じてセレクタ３５
６を切り換える。
【００９９】図２０は、上記加算・交番処理部３６０の
具体的な回路例を示す回路ブロック図である。上記加算
・交番処理部３６０は、入力される２つの信号に対し、
加算処理をする加算器３６１と、交番処理を行なうため
のタイマ３６２及びセレクタ３６３と、トーン毎に加算
器３６１の出力及びセレクタ３６３の出力のどちらを出
力するかを示す情報を記憶した記憶部３６４及びレジス
タ３６５と、レジスタ３６５の出力に応じて、加算器３
６１の出力とセレクタ３６３の出力とを選択的に導出す
るセレクタ３６６とにより構成されている。なお、記憶
部３６４の記憶情報は、外部から書き込み可能となって
いる。
【０１００】上記構成による加算・交番処理部３６０の
動作について図２１を参照して具体的に説明する。加算
器３６１は、図２１（ａ）に示すように、正弦波信号１
（または矩形波信号）と正弦波信号２とを加算し、この
加算結果をセレクタ３６６に出力している。また、加算
器３６１とは並行に、セレクタ３６３は、図２１（ｂ）
に示す如く、タイマ３６２にセットされた時間間隔で、
正弦波信号１（または矩形波信号）と正弦波信号２とを
交互に切り換えてセレクタ３６６に出力する交番処理を
実行している。セレクタ３６６は、レジスタ３６５の出
力に応じて、加算器３６１の出力とセレクタ３６３の出
力とを選択的に導出する。なお、レジスタ３６５は記憶
部３６４に記憶された情報を読み込んで、トーン番号に
応じてセレクタ３６６を切り換える。
【０１０１】次に、上記トーン信号送信装置で１つの波
形が生成される動作について説明する。
【０１０２】まず、正弦波発生部３３０で、正弦波信号
１を生成し、続けて、正弦波信号２を生成し、矩形化部
３５０にて、必要に応じ正弦波信号１を矩形化する。そ
して、加算・交番処理部３６０で、矩形化部３５０の出
力に対し、交番波形の出力の時は交番処理を実行し、そ
れ以外は加算処理を実行する。以後、圧縮部３７０で、
加算・交番処理部３６０の出力を圧縮する。
【０１０３】なお、単周波波形を生成したい時には、正
弦波発生部３３０において、必要な単周波となる正弦波
信号１を発生させ、続けて正弦波信号２を周波数０［H
z］、振幅０で発振させ、矩形化部３５０で矩形化処理
を行なわず、加算・交番処理部３６０で正弦波信号１と
正弦波信号２とを加算し、圧縮部３７０で圧縮する。さ
らに、矩形波形を生成したい時には、記憶部３２０に振
幅値を記憶させておき、正弦波発生部３３０で単周波と
なる正弦波信号１を発生させ、続いて正弦波信号２を周
波数０［Hz］、振幅０で発振させ、矩形化部３５０で矩
形化処理を実行して、加算・交番処理部３６０で矩形波
信号と正弦波信号２とを加算し、以後、圧縮部３７０で
圧縮する。
【０１０４】ここで、上記第２の実施形態によるトーン
信号送信装置は、図２２に示すようなボタン電話システ
ムの主装置に適用されることになる。なお、図２２にお
いて上記図２９と同一部分には同一符号を付して詳しい
説明は省略する。
【０１０５】主装置１Ｃにおいて、制御部１４は、トー
ン信号送信装置３００と、タイムスイッチ部（ＴＳＷ）
１３とに接続されており、トーン信号送信装置３００に
は各トーン毎のデータと圧縮方式を示すデータとを書き
込み、タイムスイッチ部１３に対しては通話の制御を行
なっている。
【０１０６】このボタン電話システムでは、立ち上げ時
に制御部１４がトーン信号送信装置３００に対して必要
なトーン分の周波数情報、振幅情報、矩形化情報、加算
・交番情報、μ則／Ａ則圧縮情報を該トーン信号送信装
置３００内の各記憶部に書き込んだ後、リセット信号を
与える。すると、トーン信号送信装置３００は、必要な
トーン信号を時分割で発生し始める。
【０１０７】次に、内線端末Ｔ１へトーン信号を出力し
たい場合について説明する。タイムスイッチ部１３にお
いて、トーン信号送信装置３００から出力されるトーン
信号は、内線端末Ｔ１から送出される音声信号と同じ形
式であるので、同等に取り扱うことができる。従って、
タイムスイッチ部１３は、トーン信号送信装置３００か
ら発生されるトーン信号をそのまま内線端末Ｔ１に送る
ように、回線交換を行なえばよい。また、トーン信号を
変更する場合には、制御部１４によりトーン信号送信装
置３００に対するデータ書替を行なえば変更できる。
【０１０８】以上のように上記第２の実施形態によれ
ば、波形情報を記憶したメモリを持つのではなく、振幅
情報及び周波数情報をそれぞれ記憶した記憶部３１０，
３２０を使用し、正弦波発生部３３０によって記憶部３
１０，３２０から順次発生された複数種類の振幅情報及
び周波数情報を用いてトーン信号として送出すべき正弦
波信号を生成しているので、装置全体で使用するメモリ
を小さくでき、また、外部からの制御信号に基づいて記
憶部３１０，３２０にそれぞれ周波数情報及び振幅情報
を書き替えることにより簡単に生成波形を変えることが
できる。また、波形生成の際に、計算誤差により波形が
変わっていくが、リセット発生部３４０により一定間隔
で正弦波発生部３３０にリセットをかけることにより正
弦波出力を安定させることができる。
【０１０９】また、リセット発生部３４０では、タイマ
３４１によるカウント終了後、すぐにリセット信号を発
生するのではなく、波形符号監視回路３４２により正弦
波発生部３３０から発生する波形が正から負になった時
点でリセット信号を発生することにより、正弦波発生部
３３０の出力波形が飛ばずに滑らかにリセットをかける
ことができる。
【０１１０】また、矩形化部３５０では、外部からの制
御で情報書替可能な記憶部３５４及びレジスタ３５５
と、レジスタ３５５の出力に応じて正弦波信号の振幅値
とラッチ３５３に記憶された固定値とを切換導出可能な
セレクタ３５６とを備えることで、制御部１４からの指
示で正弦波信号を矩形化するかしないかの制御ができ、
セレクタ３５６によりラッチ３５１から出力される正弦
波信号の振幅値をラッチ３５３から出力される固定値と
選択的に入れ替えることで矩形化した後の振幅値で正弦
波を発生させることができるので、矩形化用の振幅値情
報記憶装置が不要になる。
【０１１１】さらに、加算・交番処理部３６０では、制
御部１４からの制御信号に基づいて情報書替可能な記憶
部３６４及びレジスタ３６５と、このレジスタ３６５の
出力に応じて加算器３６１の出力とセレクタ３６３の出
力とを選択的に導出するセレクタ３６６を備えることに
より、発生すべきトーン信号に応じて加算処理か交番処
理かを簡単に切り換えることができる。
【０１１２】さらに、圧縮部３７０は、制御部１４から
の制御信号に基づいて互いに圧縮方式が異なるＡ則とμ
則とを切換可能なものであって、加算・交番処理部３６
０の出力をＡ則もしくはμ則に基づいて選択的に圧縮処
理するので、制御部１４からの指示により発生すべきト
ーン信号の圧縮方式をいつでも変更することが可能とな
る。
【０１１３】なお、上記第２の実施形態において、任意
の波形のトーン信号を発生させる場合に、記憶部３１
０，３２０、矩形化部３５０及び加算・交番処理部３６
０のうちの少なくとも１つに対し情報書替を制御部１４
にて行なうことにより容易に発生させることができる。
【０１１４】（第３の実施形態）この発明の第３の実施
形態は、上記第１の実施形態において図１で示したトー
ン信号受信装置と、上記第２の実施形態において図１５
で示したトーン信号送信装置とを１つトーン信号送受信
装置として共通化したものである。
【０１１５】図２３は、この発明の第３の実施形態に係
わるトーン信号送受信装置を示すブロック構成図であ
る。なお、図２３において、上記図１と同一部分には同
一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１６】図２３において、演算処理部４００は、パ
ラメータ発生部６００から発生されるパラメータに基づ
いて、トーン信号送信時の処理とトーン信号受信時の処
理とを選択的に実行する。
【０１１７】図２４は、上記演算処理部４００の具体的
構成を示すブロック図である。
【０１１８】まず、図２４において、演算処理部４００
における積和演算回路４１０は、加算器４１１と、遅延
素子（ＦＦ０）４１２と、遅延素子（ＦＦ１）４１３
と、乗算器４１４と、減算器４１５とにより構成され
る。
【０１１９】加算器４１１は、例えばＤＴＭＦ信号の帯
域内にて複数の基準周波数（例えば６９７Ｈｚ、７７０
Ｈｚ、８５２Ｈｚ、９４１Ｈｚ、１２０９Ｈｚ、１３３
６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、１６３３Ｈｚ）のそれぞれに関
する第１参照値と同じく複数の基準周波数のそれぞれに
関する所定の第２参照値とを加算して基準周波数のそれ
ぞれに関する現時点における積和演算値を算出する。こ
の積和演算値は、セレクタ４２０に供給されるととも
に、遅延素子４１２により任意に設定可能なサンプリン
グ周期分出力保持される。さらに、遅延素子４１２の出
力は、遅延素子４１３により任意に設定可能なサンプリ
ング周期分出力保持される。
【０１２０】乗算器４１４は、遅延素子４１２の出力値
に基準周波数に応じて定まる係数を乗算して複数の基準
周波数のそれぞれに関する第１参照値を算出し、加算器
４１１に出力する。減算器４１５は、遅延素子４１３の
出力値から第２参照値を算出して加算器４１１に出力す
る。
【０１２１】また、積和演算回路４１０には、セレクタ
４２１、４２２、４２３が設けられている。セレクタ４
２１は、トーン信号送信処理時及びトーン信号受信処理
時に応じて遅延素子４１３の出力値を生成すべきトーン
信号の基準周波数に応じて定まる初期値に設定するため
の処理の実行・停止を切り替える。セレクタ４２２は、
トーン信号送信処理時及び受信処理時に応じて乗算器４
１４に対し与える係数を切り替える。セレクタ４２３
は、トーン信号送信処理時及び受信処理時に応じて入力
信号を減算器４１５に与えるための処理の実行・停止を
切り替える。
【０１２２】ここで、上記積和演算回路４１０では、ト
ーン信号送信処理時に、セレクタ４２１により遅延素子
４１３の出力値が生成すべきトーン信号の基準周波数に
応じて定まる初期値に設定されるとともに、セレクタ４
２２により生成すべきトーン信号の周波数に応じて定ま
る係数、つまり発振周波数値が乗算器４１４に与えら
れ、セレクタ４２３により入力値［０］が減算器４１５
に導出されることで減算器４１５で遅延素子４１３の出
力値を反転させた第２参照値が生成される。
【０１２３】また、上記積和演算回路４１０では、トー
ン信号受信処理時に、セレクタ４２３により圧縮／リニ
ア変換部１２０の出力信号が減算器４１５に入力され、
減算器４１５により遅延素子４１３の出力値を入力信号
から減算して基準周波数のそれぞれに関する第２参照値
が算出されるとともに、セレクタ４２２により基準周波
数に応じて定まる係数が乗算器４１４に与えられる。
【０１２４】なお、セレクタ４２０〜４２３は、図２５
に示す１フレーム期間（１２５μｓ）を複数等分したう
ちの例えば等分した３周期でトーン信号受信処理に切り
替えられ、等分した１周期でトーン信号送信処理に切り
替えられる。なお、等分した１周期は、積和演算回路４
１０の演算処理に要する時間に相当する。
【０１２５】すなわち上記演算処理部４００では、トー
ン信号送信処理時に、遅延素子４１２の出力値に乗算器
４１４にて所望のトーン信号の基準周波数に応じて定ま
る係数が乗算された第１参照値と、遅延素子４１３の出
力値が減算器４１５にて反転された第２参照値とが加算
器４１１で加算されることで送信すべきトーン信号が求
められ、セレクタ４２０により切替導出される。このト
ーン信号は、図示しないＰＣＭＨＷに出力されるととも
に、パラメータ発生部６００に供給される。パラメータ
発生部６００は、前回のリセットが行われてからの経過
時間が所定時間を超えている状態において、トーン信号
のデジタル値の極性が正から負に変化した際に、出力デ
ジタル値の絶対値に応じて、遅延素子４１２の出力値を
［０］に、遅延素子４１３の出力値をトーン信号の周波
数に応じて定まる初期値にリセットする。
【０１２６】また、上記演算処理部４００では、トーン
信号受信処理時に、遅延素子４１２の出力値に乗算器４
１４にて基準周波数に応じて定まる係数を乗算すること
により基準周波数のそれぞれに関して求められた第１参
照値と、遅延素子４１３の出力値を減算器４１５にて現
在の入力信号からそれぞれ減算することにより基準周波
数のそれぞれに関して求められた第２参照値とが加算器
４１１で加算される積和演算が基準周波数のそれぞれに
関して繰り返し実行される。そして、基準周波数のそれ
ぞれに関して算出された積和演算値は、セレクタ４２０
により絶対値変換部１４０に導出され、絶対値変換部１
４０で絶対値に変換され、比較コンパレータ１５０で所
定しきい値以上のピーク値が抽出され、マトリクス部１
６０で抽出された２以上のピーク値に基づいて例えばＤ
ＴＭＦ信号の種類が判定される。
【０１２７】以上述べたように上記第３の実施形態で
は、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをデジタル回路で構
成した積和演算回路４１０を、トーン信号送信処理及び
トーン信号受信処理で共用するようにし、トーン信号送
信処理時及びトーン信号受信処理時に応じて、積和演算
回路４１０内の減算器４１５に入力信号を与え、乗算器
４１４に係数を与え、遅延素子４１３に振幅初期値を選
択的に設定するようにしている。
【０１２８】したがって、積和演算回路４１０をトーン
信号送信処理及びトーン信号受信処理で別々に用意する
必要がなくなり、しかもトーン信号送信処理時に、積和
演算回路４１０内の遅延素子４１３の出力値を生成すべ
きトーン信号の基準周波数に応じて定まる初期値に設定
し、乗算器４１４に生成すべきトーン信号の基準周波数
に応じて定まる係数を与えるとともに、減算器４１５で
遅延素子４１３の出力値を反転させた第２参照値を生成
するだけで、所望の周波数を有するトーン信号を生成す
ることができる。また、トーン信号受信処理時に、減算
器４１５に入力信号を与え、遅延素子４１３の出力値を
減算器４１５にて入力信号からそれぞれ減算して基準周
波数のそれぞれに関する第２参照値を算出し、かつ乗算
器４１４に基準周波数に応じて定まる係数を与えるだけ
で、入力信号から基準周波数を中心周波数とする複数の
周波数スペクトルを検出でき、この検出結果に基づいて
トーン信号の種類を判定できる。
【０１２９】このため、システム全体として回路規模の
削減を図ることができ、しかも集積化による小型化、低
コスト化及び低消費電力化を容易に実現することができ
る。また、１つの装置で必要に応じてトーン信号受信装
置とトーン信号送信装置とを選択的に使用できるので、
使い勝手のよいものとなる。
【０１３０】また、上記第３の実施形態では、セレクタ
４２０〜４２３に対し、トーン信号送信処理時とトーン
信号受信処理時との切り替えを所定周期毎に交互に行な
うように設定されているので、人の手を介することな
く、切替制御を自動的に行なうことが可能となる。
【０１３１】また、上記第３の実施形態では、トーン信
号受信処理時に、積和演算回路４１０による積和演算値
から比較コンパレータ１５０及びマトリクス部１６０に
より受信したトーン信号の種類を判定することができ
る。
【０１３２】また、上記第３の実施形態では、複数の基
準周波数のそれぞれに関する積和演算処理を時分割で処
理するようにもできる。この場合、遅延素子を基準周波
数の数だけ多段構成するだけで、加算器４１１、乗算器
４１４、減算器４１５については各基準周波数で共用す
ることが可能であるので、個別に設ける場合に比べてさ
らに回路規模を縮小することが可能である。
【０１３３】なお、上記第３の実施形態では、１つの周
波数のトーン信号のみを生成するものとなっているが、
複数の周波数のトーン信号を時分割に発生するようにし
てもよい。すなわち、遅延素子４１２、４１３を多段構
成とするとともに、乗算器４１４にて乗算する係数を時
分割で与え、遅延素子のそれぞれに設定する振幅初期値
を各周波数に応じて異なる値とすればよい。
【０１３４】また、上記第３の実施形態では、１チャネ
ルに関してのトーン信号受信のみを行なうものとして説
明したが、複数チャネルに関するトーン信号受信を時分
割に行なうようにしてもよい。この場合、変数を基準周
波数の数と時分割処理するチャネル数との積とすればよ
い。またこの場合には、演算処理部４００、絶対値変換
部１４０、比較コンパレータ１５０及びマトリクス部１
６０も時分割処理を行なうこととする。収容回線が１０
０回線であり、８チャンネル分のトーン信号送受信装置
が必要とされるのであれば、この８チャンネル分を時分
割処理することで、単一のトーン信号送受信装置を設け
るだけで良くなり、回路規模の縮小とそれに伴うコスト
低減及び小型化促進ならびに消費電力の低減に大きく寄
与できる。
【０１３５】（その他の実施形態）この発明は上記各実
施形態に限定されるものではない。上記各実施形態では
ボタン電話システムを対象として説明したが、デジタル
構内交換システムにもこの発明を適用することが可能で
ある。
【０１３６】また、上記第１及び第３の実施形態では、
ＤＴＭＦ信号を取り扱う例について説明したが、ＤＴＭ
Ｆ信号以外にも、所定のｍ（ｍは２以上の整数）個の基
準周波数を任意に組み合わせて成るトーン信号を取り扱
うようにしてもよい。
【０１３７】その他、演算処理部の構成、比較コンパレ
ータの構成、マトリクス部の構成、トーン信号送信装置
内の各部の構成等についても、この発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。
【０１３８】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、ＤＴ
ＭＦ信号の判別にＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをデジ
タル回路化した積和演算回路を使用し、この積和演算回
路にＤＴＭＦ信号中に含まれ得る全周波数に対応する適
切なサンプル点数及び係数を順次与えることで、実際の
ＤＴＭＦ信号中に含まれる任意の周波数に対応できるよ
うにし、この積和演算回路による演算結果から所定しき
い値以上の出力値を抽出することでＤＴＭＦ信号中に含
まれる２以上の周波数を検出でき、この検出結果に基づ
いてＤＴＭＦ信号の種類を判定できるように構成してい
る。
【０１３９】従って、この発明によれば、ＤＴＭＦ信号
の判別する装置をデジタル回路で構成できることによ
り、回路規模の増大を抑制し、コスト低減及びワンチッ
プ化を図ることができ、さらに消費電力を少なくできる
ようなトーン信号受信装置を提供することができる。さ
らに、回路規模削減によりチップ面積を抑えられ、他の
回路を統合するシステムオンチップ化にも有利となるト
ーン信号受信装置を提供することができる。
【０１４０】また他の発明では、波形情報を記憶したメ
モリを持つのではなく、振幅情報及び周波数情報をそれ
ぞれ記憶したメモリを使用し、これらメモリに記憶され
た複数種類の振幅情報及び周波数情報を順次読み出して
トーン信号として送出すべき正弦波信号を生成するよう
に構成し、さらに、外部からの制御で、正弦波信号の振
幅値を固定値と選択的に入れ替える切換器、加算出力と
交番出力とを選択的に導出する出力切換器、及び互いに
圧縮方式が異なる第１圧縮則と第２圧縮則とを切り換え
る切換器を備えて構成している。
【０１４１】従って、他の発明によれば、メモリ削減を
図るとともに、波形の周波数及び振幅値の変更、データ
圧縮方式の変更、出力する波形における２周波加算と２
周波交番との切替に柔軟に対応可能なトーン信号送信装
置を提供することができる。
【０１４２】さらに、他の発明では、Ｇｏｅｒｔｚｅｌ
アルゴリズムをデジタル回路で構成した積和演算器を、
トーン信号送信処理及びトーン信号受信処理で共用する
ようにし、トーン信号送信処理時及びトーン信号受信処
理時に応じて、積和演算器内の減算器、乗算器及び第２
の遅延素子に係数及びパラメータ値を選択的に与えるよ
うに構成している。
【０１４３】従って、他の発明によれば、積和演算器を
トーン信号送信処理及びトーン信号受信処理で別々に用
意する必要がなくなるので、システム全体としてさらに
回路規模の増大を抑制でき、集積化による小型化、低コ
スト化及び低消費電力化を容易に実現することができ
る。また、１つの装置で必要に応じてトーン信号受信装
置とトーン信号送信装置とを選択的に使用できるので、
使い勝手のよいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態として、トーン信号受信
装置の構成を示すブロック構成図。
【図２】上記図１に示した圧縮／リニア変換部の変換方
式を説明するために示す図。
【図３】上記図１に示した演算処理部の具体的な回路例
を示すブロック図。
【図４】上記図１に示した演算処理部の動作を説明する
ために示すタイミング図。
【図５】上記図３に示したＲＯＭに記憶された設定テー
ブルを示す図。
【図６】上記図１に示した比較コンパレータの具体的な
回路例を示すブロック図。
【図７】上記図１に示したマトリクス部の具体的な回路
例を示すブロック図。
【図８】上記図７に示した判定回路に備えられる判別テ
ーブルを示す図。
【図９】周波数軸上におけるＤＴＭＦ信号の周波数スペ
クトラムを示す図。
【図１０】Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをそのままデ
ジタル回路化した場合のブロック図。
【図１１】上記図１に示した演算処理部の出力特性図。
【図１２】上記図１に示した比較コンパレータにおける
検出方法を示すタイミング図。
【図１３】上記図１に示した演算処理部に備えられる積
和演算回路の他の例を示すブロック図。
【図１４】上記図１３に示した回路の動作を説明するた
めに示すタイミング図。
【図１５】この発明の第２の実施形態として、トーン信
号送信装置の構成を示すブロック構成図。
【図１６】上記図１５に示した記憶部及び正弦波発生部
の具体的な回路例を示すブロック図。
【図１７】上記図１５に示したリセット発生部の具体的
な回路例を示すブロック図。
【図１８】上記図１５に示した矩形化部の具体的な回路
例を示すブロック図。
【図１９】上記図１８に示した矩形化部内部の動作を説
明するために示す図。
【図２０】上記図１５に示した加算・交番処理部の具体
的な回路例を示すブロック図。
【図２１】上記図２０に示した加算・交番処理部内部の
動作を説明するために示す図。
【図２２】この第２の実施形態が適用されるボタン電話
システムの構成を示すブロック構成図。
【図２３】この発明の第３の実施形態として、トーン信
号送受信装置の構成を示すブロック構成図。
【図２４】上記図２３に示した演算処理部の具体的な回
路例を示すブロック図。
【図２５】上記図２４に示したセレクタに設定される切
替タイミングを示す図。
【図２６】従来のボタン電話システムの構成を示すブロ
ック構成図。
【図２７】ＤＴＭＦ信号の構成を示す図。
【図２８】ＤＳＰを用いて実現されたＤＴＭＦ信号受信
部の具体的な回路例を示すブロック図。
【図２９】他の従来のボタン電話システムの構成を示す
ブロック構成図。
【図３０】上記図２９に示したトーン信号発生器の構成
を示すブロック構成図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ボタン電話主装置、 １１…トランクユニット、 １２…ラインカード、 １３…タイムスイッチ部（ＴＳＷ）、 １４…制御部、 １５…ＤＴＭＦ信号受信部、 １５ａ…コーデック、 １５ｂ…ＰＢレシーバ、 １６…音声バス（ＰＣＭＨＷ）、 １７…制御バス（ＤＨＷ）、 １８…トーン信号発生器、 ２３…ＤＳＰ、 ２３１…Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズム記憶部、 １１０…速度変換部、 １２０…圧縮／リニア変換部、 １３０…演算処理部、 １３１，３３４…減算器、 １３２，３６１…加算器、 １３３，１３４，１３３１〜１３３８，１３４１〜１３
４８…遅延素子、 １３５，３３５…乗算器、 １３６…カウンタ、 １３７…コンパレータ、 １３８…ＲＯＭ、 １４０…絶対値変換部、 １５０…比較コンパレータ、 １５１１〜１５１８…レジスタ、 １５２…比較部、 １６０…マトリクス部、 ３００…トーン信号送信装置、 ３１０，３２０，３５４，３６４…記憶部、 ３３０…正弦波発生部、 ３３１〜３３３，３５１〜３５３…ラッチ、 ３４０…リセット発生部、 ３４１，３６２…タイマ、 ３４２…波形符号監視回路， ３４３…リセット監視レジスタ、 ３４４…２フレーム信号出力レジスタ、 ３５０…矩形化部、 ３５６，３６３，３６６…セレクタ、 ３６０…加算・交番処理部、 ３７０…圧縮部、 ４００…演算処理部、 ４１０…積和演算回路、 ４１１…加算器、 ４１２、４１３…遅延素子、 ４１４…乗算器、 ４１５…減算器、 ４２０〜４２３…セレクタ、 ６００…パラメータ発生部。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の基準周波数を任意に組み合わせて
    成るトーン信号を受信して処理するトーン信号受信装置
    において、 ｎ（ｎは任意の自然数）サンプリング周期前における前
    記トーン信号の複数の基準周波数のそれぞれに関する第
    １の参照値と、２ｎサンプリング周期前における前記ト
    ーン信号の複数の基準周波数のそれぞれに関する第２の
    参照値とを加算して前記複数の基準周波数のそれぞれに
    関する現時点における演算値を前記複数の基準周波数の
    それぞれに対応するサンプル点数分算出するものであっ
    て、前記ｎサンプリング周期前における前記基準周波数
    のそれぞれに関する前記演算値に前記基準周波数に対応
    する係数を乗算して前記第１の参照値を算出し、前記２
    ｎサンプリング周期前における前記基準周波数のそれぞ
    れに関する前記演算値を現在のトーン信号からそれぞれ
    減算して前記第２の参照値を算出する演算処理手段と、 この演算処理手段で演算された前記複数の基準周波数の
    それぞれに関する演算値から予め設定されたしきい値以
    上の出力値を抽出する出力値抽出手段と、 この出力値抽出手段により抽出された２以上の出力値に
    基づいて前記トーン信号の種類を判定する信号判定手段
    とを具備してなることを特徴とするトーン信号受信装
    置。
  2. 【請求項２】 前記演算処理手段は、前記現時点のトー
    ン信号から２ｎサンプリング周期前の信号を差し引く減
    算手段と、この減算手段の出力とｎサンプリング周期前
    の信号との和を前記演算値として求める加算手段と、こ
    の加算手段の出力を任意に設定可能なｎサンプリング周
    期分遅延する第１の遅延手段と、この第１の遅延手段の
    出力を任意に設定可能なｎサンプリング周期分遅延して
    前記減算手段に出力する第２の遅延手段と、前記第１の
    遅延手段の出力に前記基準周波数に対応する係数を乗算
    して前記加算手段に出力する乗算手段とを備えることを
    特徴とする請求項１記載のトーン信号受信装置。
  3. 【請求項３】 前記演算処理手段は、前記複数の基準周
    波数のそれぞれに対応するサンプル点数及び係数を記憶
    したメモリ回路と、１つの基準周波数における演算終了
    毎に各サンプル点数及び係数を前記メモリ回路から順次
    読み出し出力し、前記乗算手段に係数を与えて、サンプ
    ル点数分の演算処理を実行させる演算制御手段とを備え
    ることを特徴とする請求項１または２記載のトーン信号
    受信装置。
  4. 【請求項４】 前記出力値抽出手段は、前記演算処理手
    段で演算された全基準周波数分の積和演算値を周波数別
    に記憶する前記複数の出力保持手段と、これら出力保持
    手段に記憶された各積和演算値から所定しきい値以上の
    出力値を読み出し出力する読出制御手段とを備えること
    を特徴とする請求項１記載のトーン信号受信装置。
  5. 【請求項５】 前記信号判定手段は、前記トーン信号中
    に含まれ得る全ての基準周波数のうち２組の周波数に対
    応する前記トーン信号の判別データを記憶した判別テー
    ブルを有し、前記出力値抽出手段からの２以上の出力に
    基づいて前記判別テーブルを参照し、この参照結果に基
    づいて判別テーブルから該当する判別データを読み出し
    出力する判定データ出力制御手段を備えることを特徴と
    する請求項１記載のトーン信号受信装置。
  6. 【請求項６】 前記演算処理手段、前記出力値抽出手段
    及び前記信号判定手段は、前記複数の基準周波数のそれ
    ぞれに関する処理を時分割で行なうことを特徴とする請
    求項１記載のトーン信号受信装置。
  7. 【請求項７】 複数種の波形からなるトーン信号を時分
    割で発生するトーン信号送信装置において、 外部からの制御信号により情報内容を書替可能なメモリ
    を備え、このメモリに書き込まれた複数種類の振幅情報
    を順次出力する振幅情報発生手段と、 外部からの制御信号により情報内容を書替可能なメモリ
    を備え、このメモリに書き込まれた複数種類の周波数情
    報を順次出力する周波数情報発生手段と、 これら振幅情報発生手段及び周波数情報発生手段でそれ
    ぞれ出力された振幅情報及び周波数情報に基づいて、正
    弦波信号を前記トーン信号として出力させる正弦波発生
    手段と、 この正弦波発生手段から出力される正弦波信号を安定さ
    せるように一定間隔で前記正弦波発生手段をリセットす
    るリセット手段とを具備してなることを特徴とするトー
    ン信号送信装置。
  8. 【請求項８】 前記リセット手段は、リセットが行われ
    てからの経過時間を計時する計時手段と、前記正弦波発
    生手段から出力される正弦波信号の符号が正から負に変
    化したことを検出する極性変化検出手段と、前記計時手
    段により計時された経過時間が所定時間を超えている状
    態において、前記極性変化検出手段により極性が正から
    負に変化したことが検出された際に、前記正弦波発生手
    段をリセットするリセット制御手段とを備えることを特
    徴とする請求項７記載のトーン信号送信装置。
  9. 【請求項９】 前記リセット制御手段は、外部からのリ
    セット信号を入力した際に、強制的に前記正弦波発生手
    段をリセットすることを特徴とする請求項８記載のトー
    ン信号送信装置。
  10. 【請求項１０】 さらに、外部からの制御信号により切
    換導出を行なう出力切換器を用いて、前記正弦波発生手
    段から出力される正弦波信号と、前記振幅情報発生手段
    から出力される振幅情報とを選択的に導出することによ
    り、前記正弦波発生手段から出力される正弦波信号の振
    幅値を固定値と選択的に入れ替える矩形化手段を備えて
    なることを特徴とする請求項７記載のトーン信号送信装
    置。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記正弦波発生手段から出力
    される正弦波信号と前記矩形化手段の出力とを加算する
    加算器と、一定期間毎に前記正弦波発生手段の出力と前
    記矩形化手段の出力とを交互に切換出力する交番処理器
    と、外部からの制御信号に基づいて前記加算器の出力と
    前記交番処理器の出力とを選択的に導出する出力切換器
    とにより構成される加算・交番処理手段を備えてなるこ
    とを特徴とする請求項７記載のトーン信号送信装置。
  12. 【請求項１２】 さらに、外部からの制御信号に基づい
    て互いに圧縮方式が異なる第１圧縮則と第２圧縮則とを
    切換可能なものであって、前記加算・交番処理手段の出
    力を第１圧縮則もしくは第２圧縮則に基づいて選択的に
    圧縮処理する圧縮手段を備えてなることを特徴とする請
    求項７または１１記載のトーン信号送信装置。
  13. 【請求項１３】 複数の基準周波数を任意に組み合わせ
    て成るトーン信号を受信して処理し、かつ所望の基準周
    波数のトーン信号を生成して送信するトーン送受信装置
    において、 前記トーン信号の複数の基準周波数のそれぞれに関する
    所定の第１参照値と前記複数の基準周波数のそれぞれに
    関する所定の第２参照値とを加算して前記基準周波数の
    それぞれに関する現時点における演算値を算出する加算
    手段と、 この加算手段の出力値をｎ（ｎは任意の自然数）サンプ
    リング周期分遅延する第１の遅延手段と、 この第１の遅延手段の出力値をｎサンプリング周期分遅
    延する第２の遅延手段と、 前記第１の遅延手段の出力値に前記基準周波数に応じて
    定まる係数を乗算して前記第１参照値を算出する乗算手
    段と、 前記第２の遅延手段の出力値から前記第２参照値を算出
    する減算手段とを備え、 前記トーン信号送信処理時に、前記第２の遅延手段の出
    力値を生成すべきトーン信号の周波数に応じて定まる初
    期値に設定するとともに、生成すべきトーン信号の基準
    周波数に応じて定まる係数を前記乗算手段に与え、しか
    も減算手段により第２の遅延手段の出力値を反転させた
    第２参照値を算出し、 前記トーン信号受信処理時に、入力信号を減算手段に入
    力し、前記第２の遅延手段の出力値を入力信号からそれ
    ぞれ減算して前記基準周波数のそれぞれに関する第２参
    照値を算出するとともに、前記基準周波数に応じて定ま
    る係数を前記乗算手段に与えることを特徴とするトーン
    信号送受信装置。
  14. 【請求項１４】 前記トーン信号送信処理時に応じて前
    記第２の遅延手段の出力値を生成すべきトーン信号の周
    波数に応じて定まる初期値に設定するための処理の実行
    ・停止を切り替える第１の切替器と、前記トーン信号送
    信処理時及び受信処理時に応じて前記乗算手段に対し与
    える係数を切り替える第２の切替器と、前記トーン信号
    送信処理時及び受信処理時に応じて入力信号を前記減算
    手段に与えるための処理の実行・停止を切り替える第３
    の切替器とをさらに備えることを特徴とする請求項１３
    記載のトーン信号送受信装置。
  15. 【請求項１５】 前記第１、第２及び第３の切替器は、
    所定周期毎に交互に切り替えを行なうことを特徴とする
    請求項１４記載のトーン信号送受信装置。
  16. 【請求項１６】 前記トーン信号の受信処理時に、前記
    基準周波数のそれぞれに関して前記加算手段により算出
    された演算値から予め設定されたしきい値以上のピーク
    値を抽出するピーク抽出手段と、このピーク抽出手段に
    より抽出された２以上のピーク値に基づいて前記トーン
    信号の種類を判定する信号判定手段とをさらに備えるこ
    とを特徴とする請求項１３記載のトーン信号送受信装
    置。
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