JP2518593B2 - 同時通話無線装置における受信音声合成回路 - Google Patents

同時通話無線装置における受信音声合成回路

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JP2518593B2
JP2518593B2 JP5139685A JP13968593A JP2518593B2 JP 2518593 B2 JP2518593 B2 JP 2518593B2 JP 5139685 A JP5139685 A JP 5139685A JP 13968593 A JP13968593 A JP 13968593A JP 2518593 B2 JP2518593 B2 JP 2518593B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は単一周波数帯による同時
通話無線装置の受信音声合成回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、小型で高性能な無線装置(一般に
トランシーバーと称されている。)が市販されるに到
り、アマチュア無線や自動車無線等の分野への普及には
目を見張るものがある。
【0003】上記無線装置の通話方式は概して二種類あ
り、相手側からの通話が終わらないとこちら側から通話
できない片通話切換方式(所謂プレストーク方式)と、
送信専用周波数帯と受信専用周波数帯を有する二周波数
帯方式を用いた同時通話方式があり、現在既に市販され
ている。
【0004】この同時通話方式は携帯電話と同様の利便
性を有するが、二つの周波数帯を占有してしまい、且つ
混信するために該二周波数帯を近づけて設定することが
できないという問題点を有していた。
【0005】また、送信周波数帯と受信周波数帯は互い
違いに二台の無線装置で予め決めておかなければならな
いので、特定二者間での交信のみが可能で他の無線機と
の交信ができないという実用性に欠けるものであった。
【0006】そこで上記欠点を解決してコンピュータ制
御による超高速送・受信切換及び特殊音声処理によって
単一周波数帯での同時通話を可能にした同時通話無線装
置が開発された。
【0007】上記同時通話無線装置の基本原理の概要は
昭和59年特許願第224323号にて開示されてい
る。
【0008】以下、上記同時通話無線装置における単一
周波数による送・受信原理について図3〜図6を参照し
つつ概説する。
【0009】先ず、この同時通話無線装置は図3に示す
ように図4の回路を有する同一の無線機M、Sを組み合
わせて使用するもので、最初に無線機Mが送信を開始す
ると無線機Mが主局となり、無線機Sが従局となる。
【0010】先ず主局無線機Mについて説明する。
【0011】図5は主局となった無線機Mにおける図4
のG1〜G9各点の音声信号の特性を表すタイムチャー
トである。
【0012】低周波アンプ1で増幅されたマイク2から
の送話音G1は切換器3及び4の各端子3a、4aに入
力され、サンプリング区間TA の時間のみ切換スイッチ
5は端子3aに、サンプリング区間TB の時間のみ切換
スイッチ6は端子4aに各々投入されるようにマイコン
7からのコントロールライン8、9で制御される。
【0013】したがってサンプリング区間TA の時に図
5のG2に示す分割送話音L1が切換器3を介して波形
記憶素子10に、次にサンプリング区間TB の時に図5
G3に示す分割送話音L2が切換器4を介して波形記憶
素子11に入力される。
【0014】波形記憶素子10に記憶された分割送話音
L1は次のサンプリング区間TB で図5のG4に示す圧
縮された波形の圧縮送話音S1として出力され、また波
形記憶素子11に記憶された分割送話音L2は次のサン
プリング区間TA で図5のG5に示す圧縮送話音S2と
して出力される。以上は遅延制御手段であり、波形記憶
素子10、11の制御はマイコン7からのコントロール
ライン41で作動するフリップフロップ12で制御され
る。
【0015】上記圧縮送話音のS1、S2はマイコン7
のコントロールライン22、23にて適宜送・受信のタ
イミングで制御された切換器20、21の切換スイッチ
24、25にて混合器28に入力され(送信時は切換ス
イッチは送信側端子20a、21a側に投入)、合成圧
縮送話音C(=S1+S2)となり、且つマイコン7か
らのコントロールライン27により制御されて各サンプ
リング区間TA 、TBの圧縮送話音S1及びS2の後
(または前)に図5のG6に示すような同期信号発生器
26が発する同期信号Xを加えることにより図5のG7
に示す合成圧縮送話音D(=C+X)が送信側混合器2
8より出力される。
【0016】29は送信時にマイコン7からのコントロ
ールライン30で制御されることにより送信側端子29
aに切換スイッチ31が投入される空中線切換器であ
り、混合器28から出力される前記合成圧縮送話音Dを
マイコン7からのコントロールライン42で制御されて
いる送信器32を介して入力されることにより、アンテ
ナ33(無線機Mのアンテナ33M)から従局無線機S
のアンテナへ送信される。
【0017】一方、従局無線機Sにおいては、待機状態
で空中線切換器29の切換スイッチ31は受信側端子2
9bにあってアンテナ33Sで受信すると、マイコン7
からのコントロールライン43で制御されている受信器
34に入力され、主局無線機Mからの前記合成圧縮送話
音Dを受信して極性を反転して出力する。以下これを従
局無線機Sにおける合成圧縮受話音D′(図4のG
8′)と呼ぶ。
【0018】次に上記合成圧縮受話音D′をローパスフ
ィルタとコンパレータで構成される同期信号検出器35
とハイパスフィルタ44に入力させて各々同期信号X′
と合成圧縮受話音G8を分離出力する。
【0019】この検出された同期信号X′により従局無
線機Sは主局無線機Mと送受信のタイミングが合致した
サンプリング区間Ta 、Tb が定まる。
【0020】即ち、上記同期信号X′がマイコン7にコ
ントロールライン36を介して入力されることにより、
マイコン7はサンプリング区間Tbでは切換器3の切換
スイッチ5が端子3aに、切換器4の切換スイッチ6が
端子4bに各々投入され、またサンプリング区間Taで
は切換器3の切換スイッチ5が端子3bに、切換器4の
切換スイッチ6が端子4aに各々投入されるようにコン
トロールライン8、9を介してコントロールする。
【0021】そして、従局無線機Sにおける図4のG1
〜G5、G7〜G9各点とX′の波形を表す図6のタイ
ムチャートが示すように、サンプリング区間Taの時に
図6のG2に示すように切換器3を介して波形記憶素子
10に入力された圧縮受話音S1′は次のサンプリング
区間Tbで伸長再生された再生受話音L1′となり、ま
たサンプリング区間Tbの時に図6のG3に示すように
切換器4を介して波形記憶素子11に入力された圧縮受
話音S2′は次のサンプリング区間Taで伸長再生され
た再生受話音L2′となる。
【0022】次にマイコン7からのコントロールライン
22、23で制御されて切換スイッチ24、25が受信
側端子20b、21bに各々投入されている切換器2
0、21を介して受信側混合器38に前記再生受話音L
1′、L2′が入力されることにより、図6のG9に示
す連続した再生受話音(L1′+L2′)が出力され、
低周波アンプ39で増幅された後、受話器40に入力さ
れることにより従局無線機Sは主局無線機Mからの通話
を聞くことができる。
【0023】ところで、前述のように従局無線機Sは既
に最初の主局無線機Mからの圧縮送話音の受信によって
同期信号Xを検出することにより以後の主局と従局相互
の送信・受信のタイミングが同期されるので、従局無線
機Sから主局無線機Mへの送信は前記主局無線機Mの送
信時の手段を用い、これをマイコン7にて同様に制御す
るようになっている。(従局側の分割送話音及び圧縮送
話音をL3、L4、S3、S4と図中に表記する。)こ
の点、従局側においては同期信号の発生・混合は原理的
には不要であるが、実際上は従局側でも行っている。蓋
し、万一同期が崩れた場合に主局側または従局側の双方
で同期調整を可能にするためである。通常は主局側は従
局側からの同期信号は無視している。
【0024】以上により主局無線機Mと従局無線機Sの
同期がなされ、100ms以下のタイミングで交互に送
受信が切り換えられて単一周波数帯での同時通話を可能
としている。
【0025】尚、前記波形記憶素子10及び11は例え
ば図5のG2とG4から判るようにサンプリング期間T
A においてはL1が入力記憶されると同時に以前に記憶
されていた相手局からの圧縮受話音S3′を伸長しなが
ら再生受話音L3′が出力されるのであって、データイ
ン、データアウトが並行して行われるものである。この
波形記憶素子としては例えば電荷転送素子BBD(bu
cket brigade device)が利用され
ている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の単一周波数
帯を用いた同時通話無線装置において、例えば主局無線
機Mの波形記憶素子10には分割送話音L1と圧縮受話
音S3′が交互に入力され、また波形記憶素子11には
分割送話音L2と圧縮受話音S4′が交互に入力され、
各々伸長された分割再生受話音L3′、L4′が出力さ
れる。
【0027】この際、分割再生受話音L3′、L4′に
は本来同期信号部分や送信側でのつなぎレベルの部分は
含まれずに正味の音声信号のみであるのが理想であるの
に対し、実際は同期信号の検出の遅れ、クロック等によ
る切換スイッチの切換タイミングの誤差に起因して、波
形記憶素子BBDのクロックによるデータ伝送の際に、 (1)圧縮受話音S3′、S4′を受信する直前の送信
時間帯にBBDから出力される圧縮送話音S1,S2の
波形データの最後の一部が完全にBBDから出力されず
に残されることがあり、該圧縮送話音S1,S2の残り
データは受信時間帯にて最初の波形データとして圧縮受
話音S3′、S4′に各々取り込まれてしまう。
【0028】(2)圧縮受話音S3′、S4′最後の音
声信号でない部分が波形データとして最後に取り込まれ
てしまう。
【0029】(3)圧縮受話音S3′、S4′最初の音
声信号でない部分が波形データとして最初に取り込まれ
てしまう。
【0030】したがって圧縮受話音S3′、S4′には
上記3つの要因による不必要な波形が含まれてしまい、
これら圧縮受話音を伸長再生した分割再生受話音L
3′、L4′をつなぎ合わせた再生受話音(G9)のつ
なぎ部分には僅かに前記圧縮受話音の前後の音声信号で
ない部分や自局の圧縮送話音のレベルと圧縮受話音のレ
ベルとのレベル差に起因する不連続波形が含まれてしま
うのが常である。
【0031】図7は上記再生受話音G9における不連続
波形の生成過程を説明するタイムチャートであって、理
想的には波形記憶素子(BBD)10には図5のG2に
相当する分割送話音L1と圧縮受話音S3′が交互に入
力され、例えば受信時のデータ取り込み制御信号CK1
が「0」の場合にクロックがカウントして圧縮受話音S
3′の正味の波形データを波形記憶素子10の容量伝送
データとして取り込むようになっており、また送信時の
データ送出制御信号CK2が「0」の場合にクロックが
カウントして圧縮送話音S1を出力する。
【0032】しかし、上述のように同期信号の検出の遅
れ、またはクロック等による切換スイッチの切換タイミ
ングの誤差が生じることによってデータ送出制御信号C
K2がCK2′のように図中左にずれた場合は、波形A
のように送信時のクロックが所定数最後までカウントさ
れずに圧縮送話音S1の最後の方の波形データLsが出
力されずにBBD内に残留してしまい、次の受信時の圧
縮受話音S3′の最初の部分と看做されてしまう。
【0033】また、データ取り込み制御信号CK1が図
中左へCK1′または右へCK1″のようにずれた場合
は、各々波形B1及びB2のように圧縮受話音S3′の
前後の音声信号でない部分Nsも取り込まれてしまう。
【0034】したがって上記圧縮受話音S3′、S4′
が伸長され、分割再生受話音L3′、L4′となり、合
成された再生受話音G9にはつなぎ部分に雑音の要因と
なる不連続波形が生じてしまう。
【0035】上記不連続波形は正味の音声部分が有音で
ある場合にはさほど耳障りではないが、音声がない無音
状態を受信した場合には前記不連続部分は非常に耳障り
なブツブツという雑音になってしまうという問題点があ
った。
【0036】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、受信された分割再生受話音を合成して再生受話
音とする際に、上記耳障りな分割再生に伴う雑音を除去
するようにした同時通話無線装置における受信音声合成
回路を提供するものである。
【0037】
【課題を解決するための手段】本発明は、送信開始側が
主局となり受信側が従局となる同一制御手段を有する一
組の無線機から成り、主局となった時に同期信号を発し
て第一のサンプリング区間と第二のサンプリング区間を
交互に且つ繰り返して設定する同期信号発生手段と、従
局となった時に前記主局側の同期信号を検出して送受信
のタイミングを合わせ第一のサンプリング区間と第二の
サンプリング区間を交互に且つ繰り返して設定する同期
信号検出手段と、前記第一のサンプリング区間で分割サ
ンプリングした第一の分割送話音を記憶して次の第二の
サンプリング区間で圧縮出力するとともに、前記第二の
サンプリング区間で分割サンプリングした第二の分割送
話音を記憶して次の第一のサンプリング区間で圧縮出力
する遅延動作と、前記第一のサンプリング区間でサンプ
リングした圧縮受話音を記憶して次の第二のサンプリン
グ区間で伸長再生するとともに、前記第二のサンプリン
グ区間でサンプリングした圧縮受話音を記憶して次の第
一のサンプリング区間で伸長再生する遅延動作とを行う
遅延制御手段と、前記圧縮出力された圧縮送話音を合成
するとともに、前記伸長再生された分割再生受話音を合
成する信号合成手段と、から構成された単一周波数帯に
よる同時通話無線装置の受信音声合成回路において、前
記信号合成手段にて合成された該信号合成手段の出力で
ある再生受話音のつなぎ部分に当たる信号を所定時間削
除する(出力しない)ように前記信号合成手段の出力を
スイッチング制御する制御パルス信号を前記同期信号か
ら生成する手段を備えるととともに、前記信号合成手段
の出力に接続されて前記再生受話音のつなぎ部分に前記
分割再生受話音の平均的な電圧レベルを与える可変抵抗
とコンデンサからなるレベル注入回路を備えたことを特
徴とする同時通話無線装置の受信音声合成回路を提供す
ることにより上記目的を達成するものである。
【0038】
【作用】前述のように単一周波数帯使用の同時通話無線
装置の送信側及び受信側の信号処理が、分割→圧縮→合
成・同期信号付加→送信→受信→同期信号分離・分割→
伸長再生→合成、という手順にて為されることから、交
信時の相手局からの受信音声には合成の際の再生音声の
つなぎの部分に同期信号の一部分の波形や圧縮送話音の
一部との不連続波形が含まれてしまうが、本発明におい
ては、マイコンにて同期された前記つなぎ部分のみ論理
が変わる制御パルス信号STYを作り、受信側混合器内
で該制御パルス信号STYによって、合成した受話音の
出力を時間制御する。即ち前記つなぎ部分はカットして
出力するのである。
【0039】また、受信側混合器の出力端には可変抵抗
とコンデンサからなるレベル注入回路が接続されてお
り、該回路によって前記カットされたつなぎ部分に前記
分割再生受話音の平均的な電圧レベル(可変抵抗VRに
て調整する。)が注入されるようになっている。
【0040】したがってスピーカーを通して聞こえる受
話音は無音受信状態では概ね無音となり、前述の耳障り
な雑音は解消する。また、有音受信状態ではつなぎ部分
のみが無音となり、これは微視的に見れば受話音が断続
的に分割されたことになるが、聴感上の音声の途切れは
感じない位であって使用上問題は無い。
【0041】
【実施例】以下、本発明に係わる同時通話無線装置の送
信信号合成回路について図面に基づいて詳細に説明す
る。尚、前記従来と同様な構成部分は図面上で同一符号
にて表す。
【0042】図1は本発明に係わる受信音声合成回路部
分を含む制御回路の主要部分を示す回路図である。
【0043】図2は合成受話音Lr、平均的電圧レベル
VAV及び制御パルス信号STY、及び最終的な再生受話
音G9の波形を示すタイムチャートである。
【0044】図1において、IC1、IC2は波形記憶
素子(例えばBBD)であり、前述の図4の10、11
に各々該当し、主局側においては第一のサンプリング区
間TA 、第二のサンプリング区間TB にてサンプリング
した各第一分割送話音、第二分割送話音を記憶して次の
サンプリング区間TB 、TA で圧縮出力する遅延動作
と、サンプリング区間TB 、TA でサンプリングした圧
縮受話音を次のサンプリング区間TA 、TB で伸長再生
する遅延動作とを行う遅延制御手段を担う集積回路素子
である。
【0045】従局側においてもIC1、IC2は上記同
様に各々第一のサンプリング区間Ta、第二のサンプリ
ング区間Tbでサンプリングした各第一分割送話音、第
二分割送話音を記憶して次のサンプリング区間Tb、T
aで圧縮出力する遅延動作と、サンプリング区間Tb、
Taでサンプリングした圧縮受話音を次のサンプリング
区間Ta、Tbで伸長再生する遅延動作とを行う。
【0046】また、IC3は前述の図4の各切換器3、
4、20、21の分割サンプリングと波形合成を担う集
積回路素子であって、送話音G1を入力して各サンプリ
ング区間で分割して出力(L1、L2)を各々波形記憶
素子IC1、IC2へ送り、該波形記憶素子IC1、I
C2にて圧縮出力された圧縮送話音(S1、S2)を入
力して合成圧縮送話音Cとする。
【0047】同時にIC3は受信した合成圧縮受話音G
8を入力して各サンプリング区間で分割して出力(S
3′、S4′)を各々波形記憶素子IC1、IC2へ送
り、該波形記憶素子IC1、IC2にて各々伸長再生さ
れた再生受話音(L3′、L4′)を入力して合成し再
生受話音Lrとする。
【0048】IC4は同期信号合成・出力波形制御用集
積回路素子であり、本発明の受信音声合成回路に限って
言えば、図2の上記伸長再生された再生受話音Lrを入
力し、且つマイコン7からの前記同期信号X′によって
同期生成された制御パルス信号STYをIC4の出力オ
ン/オフスイッチング制御信号として入力し、前記合成
された再生受話音Lrのつなぎ部分に当たる所定時間t
x(全体の5%程度)の間はIC4を完全にオフして出
力信号Lx(不連続波形を含む)を出力しない。
【0049】また、可変抵抗VRとコンデンサCxから
なるレベル注入回路をIC4の出力端子Y(信号合成手
段の出力の一つであって図4の受信側混合器38の出力
にあたる)に接続することによって、該出力端子Yには
前記再生受話音Lrの平均的な電圧レベルVAVが常時注
入されるように構成されている。
【0050】したがって、前記つなぎ部分に当たる信号
Lxを出力しないtxの間は信号Lxに代えて上記VAV
が置き代わることになる。
【0051】したがって、最終的に再生受話音G9はつ
なぎ部分の波形が概ね無音に近い平坦な形状となる。
【0052】この際、平均的な電圧レベルVAVは最も再
生受話音が聞き易いように可変抵抗VRにて調整する。
VB は電源電圧である。
【0053】尚、有音受信状態ではつなぎ部分のみが無
音となり、これは微視的に見れば受話音が断続的に分割
されたことになるが、聴感上の音声の途切れは感じない
位であって使用上問題は無い。
【0054】また、本発明者の研究によれば、分割送話
音の圧縮率は約1/2.3として、スムーズな同時通話
を実現するためには一回のサンプリング時間TA、TB
(ないしTa、Tb)は150ms以下が良好であり、
例えばこれを60msと設定すると、送受信の際の音声
の遅延は90msとなるが、これに機器内外の遅延要因
を合わせても0.1s程度の遅延であり、同時通話に支
障はない。
【0055】
【発明の効果】本発明に係わる同時通話無線装置におけ
る受信音声合成回路は上記のように分割された圧縮受話
音を伸長し合成する際に不可避的に生じる雑音を除去す
る構成のため、有音声のみならず無音声の受信状態でも
耳障りでない、聞き取り易い受話音が得られるという優
れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる受信音声合成回路を含む制御回
路の主要部分を示す回路図である。
【図2】合成受話音Lr、平均的電圧レベルVAV及び制
御パルス信号STY、及び最終的な再生受話音G9の波
形を示すタイムチャートである。
【図3】本発明に係わる同時通話無線装置の主局無線機
Mと従局無線機Sである。
【図4】本発明に係わる同時通話無線装置の回路図であ
る。
【図5】主局無線機Mにおける図4のG1〜G9各点の
信号のタイムチャートである。
【図6】従局無線機Sにおける図4のG1〜G5、G7
〜G9とX′各点のタイムチャートである。
【図7】再生受話音における不連続波形の生成過程を説
明するタイムチャートである。
【符号の説明】
M 主局無線機 S 従局無線機 7 マイコン 10、11 波形記憶素子 12 フリップフロップ 26 同期信号発生器 28 送信側混合器 29 空中線切換器 32 送信器 34 受信器 38 受信側混合器 44 ハイパスフィルタ 45 ローパスフィルタ 46 コンパレータ IC1、IC2 波形記憶素子(BBD) IC3 分割・合成用集積回路素子 IC4 同期信号合成・出力波形制御用集積回路素子 L1〜L4 分割送話音 Lr、L1′〜L4′ 再生受話音 S1〜S4 圧縮送話音 S1′〜S4′ 圧縮受話音 CK1 データ取り込み制御信号 CK2 データ送出制御信号 VAV 平均的電圧レベル Px 同期信号パルス Pa Pxの一部波形 STY 制御パルス信号 Ls S1の最後の方の波形データ Ns 音声信号でない部分 Lx IC4のtxに当たる出力信号 tx つなぎ部分の所定時間 VR 可変抵抗 Cx コンデンサ C 合成圧縮送話音(=S1+S2) D 合成圧縮送話音(=C+X) X 同期信号(主局側) X′ 検出同期信号(従局側) Y IC4の出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 5/14 H04L 5/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信開始側が主局となり受信側が従局と
    なる同一制御手段を有する一組の無線機から成り、主局
    となった時に同期信号を発して第一のサンプリング区間
    と第二のサンプリング区間を交互に且つ繰り返して設定
    する同期信号発生手段と、 従局となった時に前記主局側の同期信号を検出して送受
    信のタイミングを合わせ第一のサンプリング区間と第二
    のサンプリング区間を交互に且つ繰り返して設定する同
    期信号検出手段と、 前記第一のサンプリング区間で分割サンプリングした第
    一の分割送話音を記憶して次の第二のサンプリング区間
    で圧縮出力するとともに、前記第二のサンプリング区間
    で分割サンプリングした第二の分割送話音を記憶して次
    の第一のサンプリング区間で圧縮出力する遅延動作と、 前記第一のサンプリング区間でサンプリングした圧縮受
    話音を記憶して次の第二のサンプリング区間で伸長再生
    するとともに、前記第二のサンプリング区間でサンプリ
    ングした圧縮受話音を記憶して次の第一のサンプリング
    区間で伸長再生する遅延動作とを行う遅延制御手段と、 前記圧縮出力された圧縮送話音を合成するとともに、前
    記伸長再生された分割再生受話音を合成する信号合成手
    段と、から構成された単一周波数帯による同時通話無線
    装置の受信音声合成回路において、 前記信号合成手段にて合成された該信号合成手段の出力
    である再生受話音のつなぎ部分に当たる信号を所定時間
    削除する(出力しない)ように前記信号合成手段の出力
    をスイッチング制御する制御パルス信号を前記同期信号
    から生成する手段を備えるととともに、前記信号合成手
    段の出力に接続されて前記再生受話音のつなぎ部分に前
    記分割再生受話音の平均的な電圧レベルを与える可変抵
    抗とコンデンサからなるレベル注入回路を備えたことを
    特徴とする同時通話無線装置の受信音声合成回路。
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