JP2823879B2 - マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数周波混在アナログ信号から単周波を識
別するためのマルチ・フリクエンシ・レシーバ処理方法
に関し、例えばDTMF（デュアル・トーン・マルチ・フリ
クエンシ）レシーバ機能を備えたシングルチップマイク
ロコンピュータにおけるマルチ・フリクエンシ・レシー
バ処理に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来技術〕

プッシュボタン電話機などで利用されているDTMF信号
は低群４周波の内の１周波と高群４周波の内の１周波と
を組合せた２周波混合信号である。このようなDTMF信号
は通話に際して送信相手局の指定並びに判別に利用され
るだけでなく、留守番電話の記録をアクセスするための
暗証、さらには電話を利用したホームオートメーション
やリーモートコントロールのための指示信号などとして
も利用されるに至っている。

DTMF信号を受けてその単周波を分離識別するためのレ
シーバは、従来それ専用のLSIとして提供されていた。
例えばDTMFレシーバLSIは、高群用バンドパスフィルタ
は低群用バンドパスフィルタを利用してDTMF信号から単
周波を分離し、分離された単周波をコンパレータもしく
はリミタで波形整形する。波形整形された信号に対して
は、その間隔もしくは周期をクロック信号に基づいて計
数し、この計数結果を、予め固定的に設定されている期
待値と比較して、その２周波混合信号に含まれる単周波
を判別したり、或いは、高群４周波及び低群４周波の夫
々を判別するためのスイッチドキャパシタフィルタを８
チャンネル分設け、チャンネルの識別を行うことによっ
て２周波混合信号に含まれる単周波を判別するようにな
っており、その判別結果はデコーダなどでコード化され
て外部に出力される。

DTMFレシーバから外部に出力されたデータは、プロセ
ッサもしくはマイクロコンピュータなどのデータ処理用
LSIに取り込まれ、これによって必要な制御が行われ
る。

尚、DTMFレシーバ処理について記載された文献の例と
しては1988年３月１日CQ出版社発行の「別冊トランジス
タ技術No8」第76頁から第100頁がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のDTMFレシーバは、単体LSIとし
て構成され、多周波混合信号に含まれる単周波の判別結
果を外部に出力するだけであり、この判別結果に応じて
外部から計測条件などを変更したりすることはできず、
これにより、入力アナログ信号の有効／無効にかかわり
なく予め決められた処理だけが行われ、無効な入力アナ
ログ信号即ちノイズに対しても有効な入力アナログ信号
と同様の計測並びに判定動作を行わなければならず、DT
MF信号処理に無駄があり、効率的に単周波の判別を行う
ことができないという問題点があった。しかも、従来の
DTMFレシーバの機能や性能はそれ固有のハードウェアで
一元的に決定されているため、判別可能な単周波の周波
数さらには有効とされるべき入力アナログ信号の周波数
もしくはその帯域に汎用性を持たせてDTMFレシーバ処理
を行うことができず、計測データの判別回数や変換精度
も固定になり、DTMFレシーバ処理の機能を自由に選択す
ることができないという問題点もあった。

本発明の目的は、複数周波混在アナログ信号から目的
とする単周波を判別するための計測処理や判定機能さら
にはその精度を比較的自由に選択可能とするマルチ・フ
リクエンシ・レシーバ処理方式を提供することにある。

また本発明の別の目的は、複数周波混在アナログ信号
から目的とする単周波を判別する処理を、入力アナログ
信号の状態に応じて効率的に行うことができるマルチ・
フリクエンシ・レシーバ処理方式を提供することにあ
る。

本発明の前記並びにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、複数周波混在アナログ信号に含まれる単周
波情報を計測する手段を初期設定する処理と、この計測
手段から得られた情報を解析する処理と、その解析結果
に応じて上記計測手段の状態を制御する処理とを含めて
マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理方法を構成するも
のである。

斯るマルチ・フリクエンシ・レシーバ処理において、
単周波判別時における入力アナログ信号の判定精度や計
測回数などの動作特性に対して選択の自由度を一層増す
には、上記計測手段の状態を制御する処理に、複数周波
混在アナログ信号に含まれる単周波の計測処理を、周波
数帯域毎に、且つ測定周期数を変えて、複数回に亘って
指示するための一群のステップを含めるようにすること
が望ましい。

このとき、測定周期数の設定変更もしくはその為の処
理に必要な中央処理装置の負担を軽減したり、さらには
マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理の全体的な効率を
一層向上させるには、測定周期数を変えるステップを、
同一測定周期数による計数データの夫々の周波数帯域に
関する解析を少なくとも一巡させた後に行うようにする
ことが望ましい。

さらにこのとき、単周波の最初の判定結果を基準にそ
れ以降の単周波判定結果の履歴もしくは入力アナログ信
号の履歴を明らかにするには、解析結果を記憶させるス
テップと、この後の解析処理では解析結果を記憶させる
代わりに前の解析結果との一致を判別するステップとを
選択的に実行するように、上記情報解析処理を構成する
とよい。

そして、無効とされるべき入力アナログ信号即ち目的
単周波を含まない入力アナログ信号に対して無駄な計測
処理や判定処理を行わないようにするには、上記解析結
果によって得られる有効周波数を含む複数周波混在アナ
ログ信号が、信号送出時間として規定される所定時間連
続していないとき、上記計測手段による計測条件を初期
化するステップを、上記計測手段の状態を制御する処理
に含めることができる。

〔作 用〕

上記した手段によれば、計測手段による計測条件を初
期設定し、複数周波混在アナログ信号に含まれる単周波
情報の解析結果に応じて、上記計測手段の状態を制御す
ることは、初期設定される計測条件や測定手段に対する
解析結果に応じた制御内容を自在に決定可能に作用し、
これにより、判別可能な単周波の種類や適用可能な入力
アナログ信号に対する周波数帯域、さらには単周波の判
別精度や判別手法、また、各種規格の入力アナログ信号
に対して汎用性をもって容易に対処することを達成する
ものである。また、信号の周波数を複数の角度から検討
するため、誤認識率を著しく低下させることができる。

〔実施例〕

第１図には本発明に係るマルチ・フリクエンシ・レシ
ーバ処理方法の一実施例方法を採用したシングルチップ
マイクロコンピュータが示される。同図に示されるシン
グルチップマイクロコンピュータは、特に制限されない
が、中央処理装置を所要の周辺回路と共にシリコン基板
のような１つの半導体基板に形成して構成される。

第１図において１で示される機能ブロックは、CPU
（セントラル・プロセッシング・ユニット）30と、これ
によって制御されるROM（リード・オンリ・メモリ）3
1、RAM（ランダム・アクセス・メモリ）32、I/O（入出
力回路）33などの周辺回路を含む機能ブロックとされ
る。この機能ブロック１は、データバスDB、アドレスバ
スAB、コントロールバスCBを介して外部とインタフェー
ス可能になっている。

第１図において２は、シングルチップマイクロコンピ
ュータにおける１つの周辺回路として位置付けられるDT
MFレシーバである。このDTMFレシーバ２は、特に制限さ
れないが、プッシュボタン電話機などで利用されている
DTMF信号、即ち低群４周波の内の１周波と高群４周波の
内の１周波とを組合せた２周波混合アナログ信号を受け
て、それを構成する２つの単周波を判別するための情報
を得る回路である。単周波の種類判定は、このDTMFレシ
ーバ２によって得られた情報に基づいてCPU30が行う。

DTMFレシーバ２は、アナログ入力端子３に供給される
入力アナログ信号Ainに対して回線ロスを補正したり折
り返し雑音を低減するための利得調整用プリアンプ及び
折り返し阻止フィルタ20を入力段に備え、これを通過し
た入力アナログ信号Ainは高群用バンドパスフィルタ４
及び低群用バンドパスフィルタ５に夫々供給される。高
群用バンドパスフィルタ４は入力アナログ信号Ainから
低群４周波を除去し、また、低群用バンドパスフィルタ
５は入力アナログ信号Ainから高群４周波を除去する。
これら高群用バンドパスフィルタ４及び低群用バンドパ
スフィルタ５は、特に制限されないが、バイカッド縦続
接続型もしくはリープフロッグ型のスイッチドキャパシ
タフィルタもしくはアナログフィルタなどで構成するこ
とができる。

高群用バンドパスフィルタ４で分離された単周波はリ
ミタのようなコンパレータ６によってそのゼロクロス点
が検出されることにより矩形波に波形整形され、また、
低群用バンドパスフィルタ５で分離された単周波も同様
にコンパレータ７によってそのゼロクロス点が検出され
ることにより矩形波に波形整形される。尚、夫々のコン
パレータ6,7には参照電位Vrefが与えられている。

上記コンパレータ６によって波形成型された信号の種
類を知るには、その信号のゼロクロス点の間隔時間もし
くはその整数倍の時間を測定する必要がある。この時間
を計測するため、上記コンパレータ６の出力波形の一周
期毎にパルス信号を生成するエッジ発生回路21と、この
エッジ発生回路21から出力されるパルス信号数を高群用
モードレジスタ22の設定値まで計数する毎にカウントア
ップ信号CU₂₃を出力する高群用エッジカウンタ23と、そ
のカウントアップ信号CU₂₃が発せられる毎に計数値をリ
セットしてクロック信号CLKのクロック数を計数する高
群用周期カウンタ８が設けられている。上記高群用エッ
ジカウンタ23が出力するカウントアップ信号CU₂₃はコン
トローラ14にも供給される。このコントローラ14は、そ
のカウントアップ信号CU₂₃によって高群用周期カウンタ
８がリセットされる前にゲート制御信号GS₁₀でゲート10
を開き、そのときの高群用周期カウンタ８による計数値
をデータレジスタ12に内部転送制御する。また、上記カ
ウントアップ信号CU₂₃は高群用ロードフラグ15をセット
状態に制御する。セット状態のフラグ信号FLG₁₅は、高
群用周期カウンタ８による計数値がデータレジスタ12に
ロードされたことをCPU30に知らせると共に、コントロ
ーラ14に対しては、後続してカウントアップ信号CU₂₃が
発せられてもゲート10を開くことを阻止するための禁止
信号として作用する。高群用ロードフラグ15に対するリ
セットはCPU30が出力するリセット信号RST₁₅によって可
能にされる。当該フラグ15がリセットされると、コント
ローラ14は再びカウントアップ信号CU₂₃を受けることに
より、高群用周期カウンタ８による新たな計数値をデー
タレジスタ12にロードすることができるようになる。

上記コンパレータ７側についても同様に、上記コンパ
レータ７の出力波形の一周期毎にパルス信号を生成する
エッジ発生回路24と、このエッジ発生回路24から出力さ
れるパルス信号数を低群用モードレジスタ25の設定値ま
で計数する毎にカウントアップ信号CU₂₆を出力する低群
用エッジカウンタ26と、そのカウントアップ信号CU₂₆が
発せられる毎に計数値をリセットしてクロック信号CLK
のクロック数を計数する低群用周期カウンタ９が設けら
れている。上記低群用エッジカウンタ26が出力するカウ
ントアップ信号CU₂₆はコントローラ14にも供給される。
このコントローラ14は、そのカウントアップ信号CU₂₆に
よって低群用周期カウンタ９がリセットされる前にゲー
ト制御信号GS₁₁でゲート11を開き、そのときの低群用周
期カウンタ９による計数値をデータレジスタ13に内部転
送制御する。また、上記カウントアップ信号CU₂₆は低群
用ロードフラグ16をセット状態に制御する。セット状態
のフラグ信号FLG₁₆は、低群用周期カウンタ９による計
数値がデータレジスタ13にロードされたことをCPU30に
知らせると共に、コントローラ14に対しては、後続して
カウントアップ信号CU₂₆が発せられてもゲート11を開く
ことを阻止するための禁止信号として作用する。低群用
ロードフラグ16に対するリセットはCPU30が出力するリ
セット信号RST₁₆によって可能にされる。当該フラグ16
がリセットされると、コントローラ14は再びカウントア
ップ信号CU₂₆を受けることにより、低群用周期カウンタ
９による新たな計数値をデータレジスタ13にロードする
ことができるようになる。

上記高群用モードレジスタ22及び低群用モードレジス
タ25に設定すべき周波数、即ち夫々のエッジカウンタ2
3,26がカウントアップ信号CU₂₃,CU₂₆を出力すべきパル
ス計数値は、CPU30が設定する。この設定動作に際して
高群用モードレジスタ22,低群用モードレジスタ25の選
択は、CPU30の出力アドレス信号をデコードする図示し
ないアドレスデコーダで形成されるようなレジスタ選択
信号RS₂₂,RS₂₅によって行われる。同様にデータレジス
タ12,13にロードされた計数値もCPU30がアクセスし、そ
のときのデータレジスタ12,13の選択も上記図示しない
アドレスデコーダで形成されるようなレジスタ選択信号
RS₁₂,RS₁₃によって行われる。尚、上記各レジスタ12,1
3,22,25は、データバスIDBを介してCPU30のデータ入出
力端子に接続されている。

上記周期カウンタ8,9からデータレジスタ12,13に計数
値がロードされた状態はセット状態のフラグ信号FLG₁₅,
FLG₁₆によってCPU30に与えられる。CPU30は、そのフラ
グ信号FLG₁₅,FLG₁₆をタイマ割込み処理にて受付け可能
になっており、所定のサンプリングタイミングでセット
状態のフラグ信号FLG₁₅,FLG₁₆を検出すると、所定の条
件の下で２周波混合のDTMF信号か単周波を判定するため
のDTMFレシーバ処理に分岐する。

CPU30の動作がDTMFレシーバ処理に分岐されると、CPU
30は、特に制限されないが、高群周波数判別と低群周波
数判別をペアとして、周期数を変えながら複数回に亘っ
て周波数判別処理を行う。例えば高群周波数の判別を行
う場合、CPU30はデータレジスタ12をアクセスして計数
データを取り込む。取り込まれた計数データは高群４周
波に対応する参照データと比較され、これによってその
入力アナログ信号Ainに含まれる単周波は、DTMF信号に
含まれる高群単周波の内の何れであるか、あるいは何れ
でもないかの判別が行われる。高群単周波の判別処理の
後には計測周期数を変更しないでそのまま低群単周波の
判別を行う。高群周波数判別と低群周波数判別をペアと
して、周期数を変えながら複数回に亘って周波数判別処
理を行う場合、CPU30は、最初に行った高群低群単周波
判別の結果をRAM32の所定領域に格納し、これに継続さ
れる一連の単周波判別処理では、RAM32に格納された最
初の判定結果に一致するか否かの判定を行う。

ここで、高群４周波及び低群４周波の夫々に対応する
参照データは、個々の単周波の周期に応ずるクロック信
号CLKの計数値であり、言い換えるなら、個々の単周波
の周期に応ずる時間情報である。したがって、クロック
信号CLKのパルス数を計数する周期カウンタ8,9の計数値
と参照データとを直接もしくは所定の重み付けをして比
較することにより、DTMF信号に含まれる単周波の種類が
判定される。

次にDTMFレシーバ処理の一例詳細を説明する。

先ず第２図に基づいてDTMFレシーバ処理の概略的な手
順を全体的に説明する。

CPU30は、DTMFレシーバ処理をタイマ割込みによって
受付け可能とするため、このタイマ割込みの周期やDTMF
レシータバ２の動作をイネーブルにするビット、さらに
はDTMFレシーバ処理において高群判別を行うが低群判別
を行うかを決定するための高群判別フラグなどを初期設
定し（初期設定L1）、続いて高群低群夫々のモードレジ
スタ22,25に測定周期数を初期設定する処理を行う（モ
ードレジスタ初期設定処理L2）。ここでDTMFレシーバ処
理における入力アナログ信号の計測周期数は、特に制限
されないが、3,3,2,1,…,1の順番で制御される。したが
ってCPU30は、高群用モードレジスタ22及び低群用モー
ドレジスタ25に３周期数に応ずるデータを予め初期設定
する。斯る初期化が行われるとDTMFレシーバ２は入力ア
ナログ信号Ainに対する周波数計測動作を行い、CPU30
は、データレジスタ12,13への計測値のロードをロード
フラグ15,16の状態に応じて判定すると、DTMFレシーバ
処理割込み要求フラグをセットし、所定の手順に従って
計測値データの解析を行って低群周波の判定又は高群周
波の測定を行い、判定後に判定に供されたロードフラグ
並びにDTMFレシーバ処理割込み要求フラグをリセットす
る（データ解析及びリセット処理L3）。続いてその判定
結果やその時の受信状態に応じてDTMFレシーバ２の状態
例えばモードレジスタ22,25の設定値などを制御した
り、CPU30内部のステータスを制御したりし（受信状態
判定／制御並びにモードレジスタ設定変更処理L4）、最
後に入力アナログ信号Ainの有効性例えばDTMF信号を構
成するトーン信号が所定時間連続しているかなどの有効
性判定（有効性判定処理L5）を行って、測定データのロ
ード待ちに帰還される。

ここで先ず、DTMFレシーバ処理の状態に対応するステ
ータスをその処理の流れに従って説明する。第３図には
DTMF信号が正常に与えられる場合のDTMFレシーバ処理に
従ったステータスの一例が示される。この説明では、ス
テータスSTは初期状態において０に初期化され、このス
テータスST＝０は、入力アナログ信号AinがDTMF信号
（以下単にトーンとも記す）以外のノイズであることを
意味する。入力アナログ信号Ainに対する高群３周期の
測定データに対する解析と、これに続く低群３周期の測
定データに対する解析の結果がトーンである場合にはス
テータスSTを１にする。このステータスST＝１の状態で
トーンが所定時間連続するか否かを判定するためのトー
ンタイマをリセットしてその時間の計測を開始する。そ
してこのステータスST＝１の状態では上記同様入力アナ
ログ信号Ainに対する高群３周期の測定データに対する
解析と、これに続く低群３周期の測定データに対する解
析が行われ、その結果が第１回目及び第２回目の解析結
果と同じである場合には更に、入力アナログ信号Ainに
対する測定周期が２周期に設定変更され、これによって
計測される高群２周期の測定データに対する解析と、こ
れに続く低群２周期の測定データに対する解析が行われ
る。この一連の判定により入力アナログ信号Ainが最初
の判定結果と同一のトーンであると判定された場合に
は、ステータスSTが２に設定変更される。このステータ
スST＝２の状態では入力アナログ信号Ainに対する測定
周期が１周期に設定変更され、これによって計測される
高群１周期の測定データに対する解析と、これに続く低
群１周期の測定データに対する解析が繰返し行われ、上
記トーンタイマが有効時間を経過した時点でステータス
STが３に設定変更される。これ以降７回目及び８回目と
同様の１周期判別が継続され、この判定結果がトーン以
外のノイズになったとき、所定のノイズ許容時間を経過
してステータスSTが０に初期化される。

次にDTMFレシーバ処理の詳細な一例を説明する。

第４図には上記データ解析及びリセット処理L3の一例
が示される。

この処理においては、CPU30は、高群判別をすべきか
否を高群判別フラグによって判定し（ステップS1）、高
群判別をすべき場合には高群判別処理ルーチンを実行
し、低群判別をすべき場合には低群判別処理ルーチンを
実行する。

高群判別処理ルーチンにおいては、高群用ロードフラ
グ15がセット状態にあるか否かを判定し（ステップS
2）、セット状態の場合には、データレジスタ12をリー
ドアクセスして計測データを取り込むと共に、高群用モ
ードレジスタ22をアクセスしてその周期数から何周期判
別を行うべきかを判定する（ステップS3）。そして、こ
の判定結果に従った該当周期数の期待値テーブルを参照
して期待値と計測データを比較し、その計測データが高
群４周波の何れの周波数に属するか、或いは何れにも属
さないかを判定する（ステップS4）。この判定動作が第
３図に示す第１回目の判定動作である場合にはその比較
結果はRAM32の所定領域に格納され、第３回目以降の高
群周波判定動作に対しては、RAM32を参照して第１回目
の比較結果に一致するか否かが判定される（ステップS
5）。この比較判定結果がノイズである場合には受信状
態判定／制御及びモードレジスタ設定変更処理L4で行わ
れる後述のノイズ処理NLへ分岐する。この判定結果がト
ーンである場合には、次に低群判別処理を指示するため
に高群判別フラグをリセットし（ステップS6）、続いて
高群用ロードフラグ15をリセットして（ステップS7）、
新たな高群周波計測データをデータレジスタ12にロード
可能とする。

低群判別処理ルーチンにおいては、低群用ロードフラ
グ16がセット状態にあるか否かを判定し（ステップS1
2）、セット状態の場合には、データレジスタ13をリー
ドアクセスして計測データを取り込むと共に、低群用モ
ードレジスタ25をアクセスしてその周期数から何周期判
別を行うべきかを判定する（ステップS13）。そしてこ
の判定結果に従った該当周期数の期待値テーブルを参照
して期待値と計測データを比較し、その計測データが低
群４周波の何れの周波数に属するか、或いは何れにも属
さないかを判定する（ステップS14）。この判定動作が
第３図に示す第２回目の判定動作である場合にはその比
較結果はRAM32の所定領域に格納され、第４回目以降の
低群周波判定動作に対しては、RAM32を参照して第２回
目の比較結果に一致するか否かが判定される（ステップ
S15）。この比較判定結果がノイズである場合には上記
後述のノイズ処理NLへ分岐する。この判定結果がトーン
である場合には、次に高群判別処理を指示するために高
群判別フラグをセットし（ステップS16）、続いて低群
用ロードフラグ16をリセットして（ステップS17）、新
たな低群周波計測データをデータレジスタ13にロード可
能とする。

尚、ステップS2,S12においてロードフラグ15,16がセ
ット状態ではないと判別されたときには、上記有効性判
定処理L5へ進む。

第５図には上記受信状態判定／制御及びモードレジス
タ設定変更処理L4の一例が示される。この処理L4は、上
記データ解析結果がトーンである場合に対応するトーン
処理TLと、データ解析結果がノイズである場合のノイズ
処理NLに大別される。

トーン処理TLは、第５図（Ａ）に示されるように、０
を基準に単周波判定動作毎に１づつインクリメントして
現在までの判定回数を生成し（ステップS20）、これに
基づいて現在までに２回の単周波判別処理を行ったこと
をステップS21で判別すると、言い換えるなら、高群低
群３周期判定を最初に夫々１回づつ行ってその結果がト
ーンである場合には、トーンタイマのリセット（ステッ
プS22）に続けてステータスをST＝０からST＝１に設定
変更する（ステップ23）。このステータスの変更によ
り、第４図のステップS5,S15に示されるそれ以降の単周
波判定動作では前回のデータ解析結果と一致するか否か
の判定を行うことが指示される。

そして、上記ステップS23に引き続き、又はステップS
21の判定結果が２回目ではない場合に、ステップS20で
インクリメントされた現在までの判定回数に基づいて現
在までに４回の単周波判別処理が行われたか否かが調べ
られる（ステップS24）。その結果、４回の単周波判別
処理が行われている場合には、モードレジスタ22,25に
２周期数に応ずるデータが書き込まれる（ステップS2
5）。

これに続いて、或いはステップS24の判定結果が４回
目ではない場合に、今度はステップS20でインクリメン
トされた現在までの判定回数に基づいて現在までに６回
の単周波判別処理を行ったか否かがを調べられ（ステッ
プS26）。その結果、現在までに６回の単周波判別処理
が行われている場合には、モードレジスタ22,25に１周
期数に応ずるデータが書き込まれる（ステップS27）。
これに続けて、ステータスがST＝１からST＝２に設定変
更される（ステップS28）。

これに続いて、或いはステップS26の判定結果が６回
目でない場合に、ステップS20でインクリメントされた
現在までの判定回数に基づいて現在までに８回の単周波
判別処理が行われたか否かが調べられ（ステップS2
9）、現在までに８回の単周波判別処理が行われている
場合には、現在までの判定回数が強制的に６回にされる
（ステップS30）。最後に、判定回数が４回目以上か否
かが調べられ（ステップS31）、判定回数が４回目以上
の場合には、ポーズタイマがリセットされる（ステップ
S32）。ポーズタイマはノイズの連続時間を計測するた
めのタイマであり、このタイマの計数値に対する処理は
後述する有効性判定処理L5で詳述する。このポーズタイ
マのリセット処理を、判定回数が４回目以上の場合にの
み行うのは、信号のDTMFらしさをより認識した上でポー
ズタイマをリセットする必要があり、ノイズにより不必
要にポーズタイマをリセットしないためである。現在ま
での判定回数を６に強制する上記ステップS30は、８回
目以降の単周波判別処理を常に７回目或いは８回目の単
周波判別処理であるとみなし、それ以降の１周期判別処
理を繰返し実行可能にするためのステップである。

ノイズ処理NLは、第５図（Ｂ）に示されるように、ト
ーンの判別が既に有効になっているか否かの判定処理
（ステップS33）の結果により異なり、既に有効である
場合にはそのまま有効性判定処理L5に進む。未だ有効で
ないと判定された場合には、入力アナログ信号Ainは実
質的にノイズとみなされ、モードレジスタ22,25を３周
期に戻すと共に（ステップS34）、判定回数を０に変更
し（ステップS35）、さらにステータスST＝０にして
（ステップS36）、DTMFレシーバ２並びにDTMFレシーバ
処理を初期化する。ここで、トーンの判別が既に有効に
なっているか否かはステータスST＝３か否かに基づいて
判定され、ステータスST＝３の状態は、第３図で説明し
たようにトーンタイマの計数値が有効時間を経過したと
きに達成され、この処理は有効性判定処理L5で行われ
る。

第６図には上記有効性判定処理L5の一例が示される。
この処理L5は、最初にポーズタイマのインクリメント処
理（ステップS40）とトーンタイマのインクリメント処
理（ステップS41）を行い、その後でトーンタイマの計
数値を参照してトーンの有効性判定を行う。このトーン
有効性判定は、ステップS42においてトーンタイマの計
数値によりトーンの連続時間が有効時間を超えているか
否かにより判定される。有効であると判定された場合に
は、ステップS43において有効トーンフラグをセット（V
T＝１）すると共に、ステップS44でステータスをST＝２
からST＝３に変更する。

トーンの有効性判定（ステップS42）の後には、ポー
ズタイマの計数値を参照してポーズ期間の有効／無効を
判定する。この処理はトーンが既に有効になっているか
否かの判定結果（ステップS45）によって相違する。

即ち、ステップS45において、トーンが未だ有効にな
っていない場合（NO）には、有効ポーズ時間が経過した
か否かの判定がなされる（ステップS47）。この有効ポ
ーズ時間とは、トーン間の無信号期間（ノイズ期間とも
言う）の有効性を区別するための時間とされ、ポーズタ
イマの計数時間がこの有効ポーズ時間を経過している場
合、そのノイズ期間に続く所定周期のトーンが有効なト
ーンとみなされて処理することができるように有効ポー
ズフラグVPが１にセットされる（ステップS48）。

一方ステップS45において、トーンが既に有効とされ
た場合（YES）には、ポーズタイマの計数時間がノイズ
期間を経過しているか否かの判別がなされる（ステップ
S46）。即ち、ノイズ期間の継続時間が実質的に入力ア
ナログ信号Ainをノイズとみなし得る時間（ノイズ許容
時間とも言う）以上に継続しているか否かが判別され
る。このノイズ許容時間とは、トーン間に不所望なノイ
ズが存在することを許容する時間とされる。ポーズタイ
マの計数時間が、このノイズ許容時間を経過していると
き（ステップS46における判別結果YES）には、そのノイ
ズに連続する所定周期分のトーンが実質的にノイズとみ
なされる。この場合次の単周波判別処理を行えるよう
に、ステータスSTが０にセットされてDTMFレシーバ２及
びDTMFレシーバ処理が初期化された後（ステップS4
9）、有効ポーズフラグVPが０にリセットされる（ステ
ップS50）。尚、ポーズタイマは、第５図（Ａ）で説明
したように、トーン処理における単周波判定処理毎にリ
セットされるから、一旦入力アナログ信号Ainにノイズ
が含まれると判定されても、ステップS46によりポーズ
タイマがノイズ許容時間を経過しない限り、一旦DTMF信
号であると判定されたトーンは有効に保持される。

上記実施例によれば以下の作用効果を得るものであ
る。

（１）複数周波混在アナログ信号に含まれる単周波情報
を計測するDTMFレシーバ２を初期設定する処理（L1,L
2）と、このDTMFレシーバ２から得られた情報を解析す
る処理（L3）と、その解析結果に応じて上記DTMFレシー
バ２の状態を制御する処理（L4,L5）とを含めてマルチ
・フリクエンシ・レシーバ処理方式を構成することによ
り、判別可能な単周波の種類や適用可能な入力アナログ
信号Ainに対する周波数帯域、さらには単周波の判別精
度や判別手法、また、各種規格の入力アナログ信号に対
して汎用性をもって容易に対処することができ、複数周
波混在アナログ信号から目的とする単周波を判別するた
めの計測処理や判定機能さらにはその精度を比較的自由
に選択可能になる。

（２）DTMFレシーバ２の測定データに対する単周波判別
結果に従ってCPU30はDTMFレシーバ２による計測条件な
どを変更するから、無効な入力アナログ信号即ちノイズ
に対しても有効な入力アナログ信号と同様の計測並びに
判定動作を行わなくても済むように制御することが可能
になり、複数周波混在アナログ信号から目的とする単周
波を判別する処理を、入力アナログ信号の状態に応じて
効率的に行うことができる。

（３）入力アナログ信号Ainの有効性を判定するまでを
一連の処理過程において、DTMFレシーバ２による単周波
の計測処理を、周波数帯域毎に、且つ測定周期数を変え
て、複数回に亘って指示することにより、単周波判別時
における入力アナログ信号の判定精度や計測回数などの
動作特性に対する選択の自由度を一層増すことができ
る。加えて複数の角度から信号の判定処理を行うため、
誤認識に対するマージンを著しく向上させることができ
る。

（４）上記作用効果（３）において、測定周期数を変え
るステップを、同一測定周期数による計数データの夫々
の周波数帯域に関する解析を少なくとも一巡させた後に
行うようにすることにより、言い換えるなら、高群周波
数判別と低群周波数判別をペアとして、周期数を変えな
がら複数回に亘って周波数判別処理を行うことにより、
測定周期数の設定回数を減らしてその為の処理に必要な
中央処理装置の負担を軽減することができると共に、マ
ルチ・フリクエンシ・レシーバ処理の全体的な効率を一
層向上させることができる。

（５）上記作用効果（３）において、解析結果を記憶さ
せるステップと、この後の解析処理では解析結果を記憶
させる代わりに前の解析結果との一致を判別するステッ
プとを選択的に実行するように、上記情報解析処理を構
成することにより、言い換えるなら、高群周波数判別と
低群周波数判別をペアとして、周期数を変えながら複数
回に亘って周波数判別処理を行う場合、CPU30は、最初
に行った高群低群単周波判別の結果をRAM32の所定領域
に格納し、これに継続される一連の単周波判別処理で
は、RAM32に格納された最初の判別結果に一致するか否
かの判定を行うことにより、単周波の最初の判定結果を
基準にそれ以降の単周波判定結果の履歴もしくは入力ア
ナログ信号の履歴を明らかにすることができる。

（６）上記解析結果によって得られる有効周波数を含む
複数周波混在アナログ信号が、信号送出時間として規定
される所定時間連続していないとき、上記計測手段によ
る計測条件を初期化するステップを、上記計測手段の状
態を制御する処理に含めることにより、無効とされるべ
き入力アナログ信号即ち目的単周波を含まない入力アナ
ログ信号に対して無駄な計測処理や判定処理を行わない
ようにすることができる。

（７）高群用周期カウンタ８及び低群用周期カウンタ９
の計数動作を決定するために自ら与えたクロック信号や
モードレジスタ22,25に対する設定値と、それらカウン
タ8,9の計数値とに基づいて入力アナログ信号Ainに含ま
れる単周波の種類を判別するので、DTMFレシーバ２の特
性や機能がそれ固有のハードウェアで一元的に決定され
ず、判別可能な単周波の種類や適用可能なDTMF信号に対
する周波数帯域に汎用性を持たせることができる。

（８）モードレジスタ22,25に対する設定値やクロック
信号CLKの周波数などを変更することにより、入力アナ
ログ信号に対する測定周期数や、波形成型された信号の
ゼロクロスポイント間隔時間の計数精度などの動作特性
に関する機能選択の自由度を増すことができる。更に、
一旦データレジスタ12,13に保持された計数データは、C
PU30がフラグ15,16をリセットしない限り新たな計数値
によって更新されないから、同一計数データを何回でも
サンプリングして単周波判別の処理に供することがで
き、この点においても機能選択の自由度が増す。

（９）DTMFレシーバ２の動作特性や機能に対する選択の
自由度が増すことにより、システム上におけるCPU30の
処理能力や負担との関係を考慮して、単周波判別のため
のタイマ割込みの周期やサンプリング回数を決定するこ
とができるようになり、これによって、システム上許容
される範囲でDTMFレシーバ２の信頼性を最大限に発揮さ
せることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づい
て具体的に説明したが本発明はそれに限定されるもので
はなくその要旨を逸脱しない範囲において種々変更する
ことができる。

例えば上記実施例では高群周波用のハードウェアと低
群周波用のハードウェアとを夫々個別的に持つ場合を一
例としているが、中央処理装置による単周波判別のため
の処理能力などに応じてその一部を時分割で共用するよ
うにしてもよい。また、高群用、中群用、低群用のハー
ドウェアを設けるようにしてもよい。

また、周期カウンタによる計数値などを中央処理装置
によってアクセス可能に保持する手段はファースト・イ
ン・ファースト・アウト（FIFO）形式で構成することが
できる。この場合にはリセットされる直前の周期カウン
タの計数値を複数回連続的にデータ保持手段にロードす
ることができる。

また、中央処理装置は自らの動作基準クロック信号に
対するカウントクロック信号の周波数を把握することが
できるから、単周波判別処理は参照データとの比較処理
に限定されず、カウントクロック信号の周波数と計数デ
ータとに基づく演算結果から判別するようにしてもよ
い。また、上記実施例で用いたエッジカウンタやモード
レジスタを用いずに、エッジ発生回路の出力又はコンパ
レータの出力を直接周期カウンタに供給するようにして
もよい。

また、データレジスタの値を用いて単周波の種別を判
定する処理をDTMFレシーバの内部で行い、その解析結果
を中央処理装置に与え、中央処理装置はその判定結果に
従ってDTMFレシーバの状態を制御するようにしてもよ
い。このとき、単周波の種別を判定するための期待値の
上限や下限を指定するためのデータを予め中央処理装置
がDTMFレシーバに与えておくことができる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるDTMFレシーバ内蔵
シングルチップマイクロコンピュータによる処理に適用
した場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、DTMF信号以外の複数周波混在アナログ
信号を扱うマルチ・フリクエンシ・レシーバ処理にに広
く適用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。

すなわち、複数周波混在アナログ信号に含まれる単周
波情報を計測する手段を初期設定する処理と、この計測
手段から得られた情報を解析する処理と、その解析結果
に応じて上記計測手段の状態を制御する処理とを含めて
マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理方法を構成するこ
とにより、判別可能な単周波の種類や適用可能な入力ア
ナログ信号に対する周波数帯域、さらには単周波の判別
精度や判別手法、また、各種規格の入力アナログ信号に
対して汎用性をもって容易に対処することができ、複数
周波混在アナログ信号から目的とする単周波を判別する
ための計測処理や判定機能さらにはその精度を比較的自
由に選択可能になる。

そして、計測手段の測定データに対する単周波判別結
果に従って中央処理装置は計測手段による計測条件など
を変更するから、無効な入力アナログ信号即ちノイズに
対しても有効な入力アナログ信号と同様の計測並びに判
定動作を行わなくても済むように制御することが可能に
なり、複数周波混在アナログ信号から目的とする単周波
を判別する処理を、入力アナログ信号の状態に応じて効
率的に行うことができる。

また、入力アナログ信号の有効性を判定するまでの一
連の処理過程において、計測手段による単周波の計測処
理を、周波数帯域毎に、且つ測定周期数を変えて、複数
回に亘って指示することにより、単周波判別時における
入力アナログ信号の判定精度や計測回数などの動作特性
に対する選択の自由度を一層増すことができる。

このとき、測定周期数を変えるステップを、同一測定
周期数による計数データの夫々の周波数帯域に関する解
析を少なくとも一巡させた後に行うようにすることによ
り、測定周期数の設定回数を減らしてその為の処理に必
要な中央処理装置の負担を軽減することができると共
に、マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理の全体的な効
率を一層向上させることができる。

また、その場合に、解析結果を記憶させるステップ
と、この後の解析処理では解析結果を記憶させる代わり
に前の解析結果との一致を判別するステップとを選択的
に実行するように、上記情報解析処理を構成することに
より、単周波の最初の判定結果を基準にそれ以降の単周
波判定結果の履歴もしくは入力アナログ信号の履歴を明
らかにすることができる。

そして、単周波の解析結果によって得られる有効周波
数を含む複数周波混在アナログ信号が、信号送出時間と
して規定される所定時間連続していないとき、上記計測
手段による計測条件を初期化するステップを、上記計測
手段の状態を制御する処理に含めることにより、無効と
されるべき入力アナログ信号即ち目的単周波を含まない
入力アナログ信号に対して無駄な計測処理や判定処理を
行わないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマルチ・フリクエンシ・レシーバ
処理方法の一実施例を採用したシングルチップマイクロ
コンピュータのブロック図、 第２図はDTMFレシーバ処理の概略的な手順の一例を示す
フローチャート、 第３図はDTMFレシーバ処理に従って変化されるステータ
スの状態を示す説明図、 第４図はデータ解析及びリセット処理の一例を示すフロ
ーチャート、 第５図（Ａ）はデータ解析の結果がトーンである場合の
トーン処理の一例を示すフローチャート、第５図（Ｂ）
はデータ解析の結果がノイズである場合のノイズ処理の
一例を示すフローチャート、 第６図は有効性判定処理の一例を示すフローチャートで
ある。 ２……DTMFレシーバ、Ain……入力アナログ信号、４…
…高群用バンドパスフィルタ、５……低群用バンドパス
フィルタ、6,7……コンパレータ、８……高群用周期カ
ウンタ、９……低群用周期カウンタ、12,13……データ
レジスタ、14……コントローラ、15,16……ロードフラ
グ、CLK……クロック信号、22……高群用モードレジス
タ、23……高群用エッジカウンタ、25……低群用モード
レジスタ、26……低群用エッジカウンタ、FLG₁₅,FLG₁₆
……フラグ信号、RST₁₅,RST₁₆……リセット信号、RS₁₂,
RS₁₃,RS₂₂,RS₁₅……レジスタ選択信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−65112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−115602（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211157（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 27/26 H04Q 1/30 - 1/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力アナログ信号から複数種類の単周波を
   分離し、分離された単周波をそれぞれ波形整形し、波形
   整形されたそれぞれの信号からパルス信号を形成し、そ
   れぞれのパルス信号のパルス数を計数すると共に計数値
   が制御情報で指定される値に到達することによって指示
   信号を形成し、クロック信号を計数するカウンタを前記
   指示信号にてリセットすると共に当該リセット直前の計
   数値を単周波の種類を判別するためのディジタルデータ
   として保持手段に保持するマルチ・フリクエンシ・レシ
   ーバを用い、中央処理装置が、前記制御情報をマルチ・
   フリクエンシ・レシーバに与えてその動作を制御すると
   共に、前記保持手段に保持されたディジタルデータを読
   み込んで前記入力アナログ信号に含まれる単周波の種類
   を判定する、マルチ・フリクエンシ・レシーバ処理方法
   であって、 単周波の複数周期数に対応される値を前記制御情報とし
   てマルチ・フリクエンシ・レシーバに初期設定し、初期
   設定された制御情報にしたがって形成されたディジタル
   データを前記保持手段から読み込み、読み込んだディジ
   タルデータの値を単周波の種類を識別するための参照デ
   ータと比較して、前記入力アナログ信号に含まれる単周
   波の種類を判定する第１の処理と、 前記第１の処理による判定結果が前記参照データに対応
   される何れかの単周波である場合に、計時手段を起動す
   る第２の処理と、 第２の処理の後、制御情報にしたがって形成されたディ
   ジタルデータを前記保持手段から読み込み、読み込んだ
   ディジタルデータの値を単周波の種類を識別するための
   参照データと比較し、前記入力アナログ信号に含まれる
   単周波の種類を判定する第３の処理と、 第３の処理によって得られる単周波の種類が前回の判定
   結果と一致する場合には第３の処理を繰り返す第４の処
   理と、 前記計時手段の値が所定値に到達することを条件に、前
   記第４の処理にて繰り返される第３の処理による判定結
   果と同一の単周波の種類を有効とする第５の処理と、を
   含むことを特徴とするマルチ・フリクエンシ・レシーバ
   処理方法。
2. 【請求項２】前記第４の処理は更に、前記第３の処理を
   所定回数繰り返す毎に、制御情報の値を前記初期設定さ
   れた値よりも小さな値に再設定する処理を含むことを特
   徴とする請求項１記載のマルチ・フリクエンシ・レシー
   バ処理方法。