JP4854877B2 - プッシュボタン信号受信装置およびプッシュボタン信号検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するプッシュボタン信号受信装置およびプッシュボタン信号検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アナログ電話通信においては、電話端末から接続先を指定するための選択信号として、プッシュボタン信号（以下、ＰＢ信号と略称する）が使用されている。ＰＢ信号による通信では、周波数６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚおよび９４１Ｈｚを有する低群の識別信号と、１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚおよび１６３３Ｈｚを有する高群の信号が用いられ、各群の１周波の信号を組み合わせた１６種類の信号によって、ダイアルされた番号が識別される。この低群および高群の各信号は一度のダイアル操作により一定時間以上継続して送出され、ダイアル間には一定時間以上の信号断の時間があって、この時間はミニマムポーズといわれる。
【０００３】
また、ＰＢ信号の受信装置は、低群および高群の各１周波の信号を一定時間継続して受信することにより、有効な選択信号と判断する。さらに、信号の受信が一定時間以上断絶するとミニマムポーズと判断して、この後に同じ周波数の信号を受信しても別の選択信号と判断する。
【０００４】
ここで、図６に従来の一般的なＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す。
図６に示すＰＢ信号受信装置３０は、入力信号からダイアルトーン信号を除去する濾波器３１と、低群、高群の信号に分離するための濾波器３２および３３と、それぞれ低群、高群の信号のための周波数検出回路３４および３５と、検出された周波数よりダイアル番号を判定する信号判定回路３６と、識別信号として有効な長さを判定する制御回路３７と、有効な長さを有する番号データを出力する出力回路３８によって構成される。
【０００５】
濾波器３１は、低群の信号よりもさらに低い周波数による可聴信号であり、電話端末のユーザに対して選択信号の送出を促すためのダイアルトーン信号を、入力信号から除去する。濾波器３２および３３は、濾波器３１からの出力信号より、それぞれ低群、高群の周波数帯域の信号のみを選択的に通過させる。周波数検出回路３４および３５は、入力信号の周波数を検出する。信号判定回路３６は、周波数検出回路３４および３５において低群、高群からともに有効な周波数が検出されると、各群の識別信号の検出を判定して制御回路３７に検出信号を出力するとともに、各識別信号の組み合わせよりダイアル番号を判定して、この番号を示す番号データを出力回路３８に出力する。制御回路３７は、入力された検出信号の継続時間および断絶時間を監視して、識別信号として有効な長さの判定を行い、この長さを示す有効信号ＥＮを出力する。出力回路３８は、制御回路３７による有効信号ＥＮに基づく長さを有する番号データを、例えば４ビットのデータＤ３１、Ｄ３２、Ｄ３３およびＤ３４として出力する。
【０００６】
次に、図７に、上記のＰＢ信号受信装置３０の各部における信号のタイミングチャートを示し、ＰＢ信号受信装置３０の動作を説明する。
ＰＢ信号受信装置３０に対する入力信号Ｓ４１は、ダイアルトーン、低群信号および高群の識別信号等を含んでおり、濾波器３１により、ダイアルトーンが除去された信号Ｓ４２が出力され、さらに濾波器３２および３３により、それぞれ低群領域および高群領域の成分のみを含む信号Ｓ４３およびＳ４４が出力される。また、周波数検出回路３４および３５からは、低群、高群のそれぞれに割り当てられた周波数に対応する識別信号Ｓ４５およびＳ４６が出力されて、信号判定回路３６に入力され、信号判定回路３６からは、この識別信号Ｓ４５およびＳ４６の論理積によって得られる、ＰＢ信号に対する検出信号Ｓ４７が、制御回路３７に対して出力される。
【０００７】
制御回路３７では、検出信号Ｓ４７の入力の継続時間および断絶時間が監視され、選択信号として有効な長さを示す有効信号ＥＮが出力される。ここで、制御回路３７は、例えば検出信号Ｓ４７がＨレベルとなるタイミングＴ２１において継続時間のカウントを開始し、あらかじめ設定された継続判定時間Ｔｏｎが経過したタイミングＴ２２までの間、検出信号Ｓ４７がＨレベルのまま継続すると、検出信号Ｓ４７に対して有効な選択信号と判断して、有効信号ＥＮをＨレベルにする。また、タイミングＴ２３において検出信号Ｓ４７がＬレベルとなると断絶時間のカウントを開始するが、あらかじめ設定された断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過する前のタイミングＴ２４において、検出信号Ｓ４７が再びＨレベルとなったことから、選択信号の断絶とは判断せずに、有効信号ＥＮをＨレベルのまま保持する。さらに、検出信号Ｓ４７がＬレベルとなるタイミングＴ２５において再び断絶時間のカウントを開始し、Ｌレベルのまま断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過したタイミングＴ２６において、選択信号の断絶と判断して、有効信号ＥＮをＬレベルとする。出力回路３８では、有効信号ＥＮの立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングに基づいた有効なデータ長を有する番号データＤ３１〜Ｄ３４が出力される。
【０００８】
次に、図８にＰＢ信号受信装置３０における周波数検出特性を示す。
ＰＢ信号受信装置３０では、図８に示すように、識別信号の公称周波数ｆｏに対し、受信が許容される周波数の上限、下限としてそれぞれ許容周波数ｆａｈおよびｆａｌが設けられ、この許容周波数ｆａｈから許容周波数ｆａｌまでの信号については確実に受信される。また、許容される周波数領域から離れて設けられる禁止周波数ｆｐｈ以上の信号、および禁止周波数ｆｐｌ以下の信号は受信しない。許容周波数ｆａｈと禁止周波数ｆｐｈとの間、および許容周波数ｆａｌと禁止周波数ｆｐｌの間はともに受信に対する不確定領域となる。したがって、誤動作を防ぐ観点からは、許容周波数ｆａｈ〜ｆａｌの範囲は狭い方が望ましく、また、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌの値は、それぞれ許容周波数ｆａｈおよびｆａｌにできるだけ近いことが望ましい。
【０００９】
ここで、受信を許容する周波数偏差をｄａ、受信を禁止する周波数偏差をｄｐ（ただし、ｄａ＜ｄｐ）とすると、これらと公称周波数ｆｏ、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌ、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌとの関係は、以下の式（１）、（２）、（３）および（４）のようになる。
【００１０】
【数１】
ｆａｈ＝（１＋ｄａ）×ｆｏ ………（１）
ｆａｌ＝（１−ｄａ）×ｆｏ ………（２）
ｆｐｈ＝（１＋ｄｐ）×ｆｏ ………（３）
ｆｐｌ＝（１−ｄｐ）×ｆｏ ………（４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、周波数検出回路３４および３５における周波数の検出方法としては、濾波器を用いて特定周波数の信号を抽出する方法と、周期を測定する方法があるが、回路構成の簡易さ、すなわち経済性の面より、周期を測定する方法を用いる場合が多い。
【００１２】
周期を測定するためには、例えば、入力信号のレベルがあるしきい値を通過する間隔を測定する。しかし、入力信号に濾波器３２または３３の通過帯域内の雑音が含まれる場合は、しきい値を通過するタイミングがジッタとして揺らぐことになる。ここで、図９は周期の測定における雑音による周期変動を説明する図である。
【００１３】
図９では、周波数検出のためのしきい値を０Ｖとしている。またこの図において、信号Ｓ５１は雑音を含まない入力信号の波形例であり、雑音が重畳された信号Ｓ５２から信号Ｓ５３までの範囲で、しきい値との交点のタイミングが最大±Δｔだけ変動することが示されている。また、信号Ｓ５１のピークレベルをＳ、信号Ｓ５１に対する雑音のレベルをＮ、信号Ｓ５１の周期をＴとすると、
【００１４】
【数２】
ｓｉｎ（２π×（Δｔ／Ｔ））＝Ｎ／Ｓ ………（５）
Δｔ＝Ｔ×ｓｉｎ-1（Ｎ／Ｓ）／２π ………（６）
となり、上記の式（６）のように、しきい値の通過点における変動Δｔは、信号Ｓ５１のピークレベルＳと雑音のレベルＮとの比に依存する。また、図９に示すように、検出される周期の値は雑音が含まれることによって、最小値Ｔｍｉｎ（＝Ｔ−２Δｔ）から最大値Ｔｍａｘ（＝Ｔ＋２Δｔ）までの間で変動する。また、このときのジッタＪは以下に示す式（７）のようになる。
【００１５】
【数３】
Ｊ＝２Δｔ／Ｔ＝ｓｉｎ-1（Ｎ／Ｓ）／π ………（７）
ここで、図１０は式（７）に基づく、信号と雑音との振幅比Ｎ／ＳとジッタＪとの関係を示すグラフである。また、図１１は周波数検出特性に対するジッタの影響を説明するための図である。
【００１６】
図１０に示すように、信号と雑音との振幅比Ｎ／Ｓが大きくなるにつれ、ジッタＪの量も大きくなる。また、図１１に示すように、ジッタＪを生じさせる範囲の雑音の受信を許容した場合、周波数検出における許容周波数偏差の絶対値はｄａ＋Ｊ、禁止周波数偏差の絶対値はｄｐ−Ｊとする必要がある。したがって、周波数検出の際に許容する雑音の周波数範囲を広くとると、禁止周波数偏差を大きくする必要があり、周波数検出精度が下がって、入力信号の有無の判断に対する誤動作が発生しやすくなる。
【００１７】
ＰＢ信号受信装置３０に入力される信号には、電話端末のマイクによる周囲の騒音や、回線における洩話等による雑音が重畳されており、ある程度の雑音を許容して識別信号の検出を行うことができることが望ましい。しかし、上述したように、従来のＰＢ信号受信装置３０では、雑音の許容範囲の拡大によって、誤動作の発生率が高まってしまう。これに対し、ある程度の雑音を許容しながら、入力信号の周波数検出精度を高めるためには、周波数（周期）の検出周期を入力信号の１周期でなく、複数の周期とする方法が考えられる。例えば検出周期を入力信号のｎ回分とすると、周波数検出に対するジッタＪによる影響は１／ｎに抑制される。
【００１８】
しかし、入力信号の複数周期にわたって周波数検出する場合、１周期等の少数の周期による検出と比較して、検出周波数の確定までに時間を要するため、入力信号の継続や断絶の判断に対しては誤差が大きくなる。ここで、図１２に入力信号の複数周期にわたる周波数の検出例を示す。図１２（Ａ）は入力信号、（Ｂ）は第１の検出例による周波数判定状態、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態、（Ｄ）は第２の検出例による周波数判定状態、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の検出状態をそれぞれ示す。
【００１９】
図１２では、例として６９７Ｈｚの周波数を有する低群の識別信号を検出する場合の検出状態を時系列的に示し、検出周期１回分の入力信号の周期をｎ＝２０としている。したがって、検出した周波数が確定される検出周期１回分の時間は２８．６９ｍｓｅｃとなる。また、入力信号の２０周期分が検出されるまでの最大時間を、検出周期の１１０％の３１．５６ｍｓｅｃとし、入力信号の２０周期分の時間が３１．５６ｍｓｅｃ以上となった場合は、入力信号を６９７Ｈｚの識別信号として無効と判断して、次の入力信号に対する周期測定を行うこととする。なお、図１２（Ｃ）および（Ｅ）では、図６における周波数検出回路３４による識別信号Ｓ４５の抽出の有無を示している。
【００２０】
図１２（Ａ）に示すように、周波数検出回路３４に対する実際の入力信号は、タイミングＴ３２からタイミングＴ４０までの間に入力されている。図１２（Ｂ）に示す第１の検出例では、入力信号が入力されたタイミングＴ３２の直後のタイミングＴ３３において、周期の検出が開始されて、２０周期分の検出時間がカウントされる。この後、タイミングＴ３５において、検出開始から２８．６９ｍｓｅｃが経過して、６９７Ｈｚの識別信号の受信が検出され、図１２（Ｃ）のように識別信号が抽出される。この後、再び周期検出時間のカウントが開始されて、次の検出が行われる。
【００２１】
また、第１の検出例では、タイミングＴ３９において新たな検出を開始した直後のタイミングＴ４０において、入力信号が断絶している。したがって、この検出周期では３１．５６ｍｓが経過したタイミングＴ４２において入力が無効と判定されて、図１２（Ｃ）のように識別信号の出力が中止される。
【００２２】
一方、図１２（Ｄ）に示す第２の検出例では、タイミングＴ３１から新たな周期検出が開始されて、周期検出時間がカウントされるが、この直後のタイミングＴ３２において入力信号が入力されるため、３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ３４において入力信号が無効と判定されて、再び周期検出時間のカウントが開始される。この後、タイミングＴ３６における周期検出により、図１２（Ｅ）のように識別信号が再び抽出される。
【００２３】
また、さらにタイミングＴ３８において新たな検出が開始され、２０周期分カウントされる直前のタイミングＴ４０において入力信号が断絶することにより、この検出周期においては３１．５６ｍｓが経過したタイミングＴ４１において入力が無効と判定されて、図１２（Ｅ）のように識別信号の出力が中止される。
【００２４】
以上より、第１の検出例のように、検出周期の開始タイミングが入力信号の受信開始のタイミングの直後となる場合は、第２の検出例のように、検出開始タイミングが受信開始タイミングの直前となる場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度すなわち２８．６９ｍｓｅｃ程度、識別信号の出力開始タイミングが早くなる。また、第１の検出例のように、２０周期分のカウント直後に入力信号の受信が終了される場合は、第２の検出例のように、２０周期分のカウント終了直前に入力信号の受信が終了される場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度、識別信号の出力中止タイミングが遅くなる。したがって、識別信号の出力タイミングは最大で検出周期の約２周期分の誤差が生じることになり、入力信号の複数周期にわたって周期の検出を行う場合は、検出周期が長くなるため、識別タイミングの出力時間の誤差がより大きくなってしまう。
【００２５】
また、図１３に、入力信号の複数周期にわたる周波数検出を行う場合の、瞬断発生時の検出例を示す。図１３（Ａ）は入力信号、（Ｂ）は第１の検出例における周波数判定状態、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態、（Ｄ）は第２の検出例における周波数判定状態、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の出力状態をそれぞれ示す。
【００２６】
図１３では、図１２と同様に、６９７Ｈｚの周波数の識別信号を検出する場合を示し、ｎ＝２０として検出周期１回分の時間を２８．６９ｍｓｅｃとし、２０周期分として許容する検出の最大時間を検出周期の１１０％の３１．５６ｍｓｅｃとしている。
【００２７】
図１３（Ａ）に示すように、周波数検出回路３４に対する実際の入力信号は、タイミングＴ５３からタイミングＴ５５までの間、瞬間的に断絶する。図１３（Ｂ）に示す第１の検出例では、タイミングＴ５２において新たな検出周期となって信号継続時間のカウントが開始された後、タイミングＴ５３〜Ｔ５５において入力信号が断絶する。このため、断絶時間によって入力信号の周期検出に遅れが生じるため、３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ５６において入力信号が無効と判定されて、図１３（Ｃ）のように識別信号の出力が中止される。この後、再び周期検出時間のカウントが開始され、タイミングＴ５８における周波数検出により識別信号の出力が再開される。
【００２８】
一方、図１３（Ｄ）に示す第２の検出例では、タイミングＴ５１から新たな周期検出が開始された後、２０周期分の入力信号が受信される前に、タイミングＴ５３において入力信号が断絶し、この断絶中のタイミングＴ５４において周期検出の開始から３１．５６ｍｓが経過し、入力が無効と判定されて、図１３（Ｅ）のように識別信号の出力が中止される。また、入力信号の断絶中に再び周期検出が開始されることから、次の検出周期においても３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ５７において再び入力信号が無効と判定されて、識別信号は出力されない。さらに、新たな周波数検出が行われて、タイミングＴ５９において識別信号の出力が再開される。
【００２９】
以上より、第２の検出例のように、入力信号の無効判定が行われるタイミングが入力信号の瞬断中となる場合は、このようになっていない第１の検出例のような場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度、識別信号の出力中止時間が長くなる。したがって、検出周期が長くなるほど、識別信号の出力中止時間の誤差が大きくなる。
【００３０】
この図１２および図１３の例のように、入力信号の周期を検出する場合、入力信号の受信開始および停止のタイミングと、周期検出の開始および終了のタイミングとの関係によって、抽出される識別信号に誤差が生じ、この誤差は検出周期が長くなるほど大きくなる。ＰＢ信号受信装置３０では、制御回路３７において、識別信号の抽出タイミングに基づいて、選択信号として有効な長さを判定するための信号継続時間の検出が行われることから、入力信号の多数の周期にわたって周期検出を行う方法では、識別信号の抽出タイミングの誤差が大きいために信号継続時間の検出誤差が大きくなり、番号データの出力の誤作動が発生することが問題となっていた。
【００３１】
また、ＰＢ信号受信装置３０に対する入力においては、上述したように、本来のＰＢ信号以外に、電話端末のマイクからの周囲の音声や騒音あるいは回線における洩話等による雑音が含まれることが多いが、これらの雑音を識別信号と判定してはならない。しかし、入力信号の多数の周期にわたって周期検出を行う方法では、検出周期の間に大きな周波数変動があっても、入力信号の所定数の周期検出時間が規定値を満たせば識別信号と判断されるため、識別信号の誤った検出が行われやすい。
【００３２】
一方、入力信号の少数の周期により周期検出を行う方法では、上述したように、周波数検出の際に許容する雑音の周波数範囲を広くとると、禁止周波数偏差を大きくする必要があり、周波数検出精度が下がって、入力信号の有無の判断に対する誤動作が発生しやすくなる。
【００３３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、周波数検出精度を高め、かつＰＢ信号の有効長さの判定誤りを減少させた、誤動作の少ないＰＢ信号受信装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するプッシュボタン信号受信装置１において、受信した前記プッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の識別信号のそれぞれに対して設けられ、１周期または複数周期にわたって入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３と、受信した前記プッシュボタン信号に含まれる前記低群周波数および前記高群周波数の前記識別信号のそれぞれに対して設けられ、前記第１の周波数検出手段２および前記第２の周波数検出手段３による各検出周期数より多い周期にわたって前記入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と、前記第１の周波数検出手段２および前記第２の周波数検出手段３によって抽出された前記識別信号の継続時間と、前記第１の周波数検出手段２および前記第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、前記第２の周波数検出手段３および前記第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定とに基づいて、受信した前記プッシュボタン信号が有効か否かを判定する有効信号判定手段６と、前記有効信号判定手段６によって前記プッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された前記低群周波数および前記高群周波数に基づいて前記ダイアル番号を出力するダイアル番号出力手段７と、を有することを特徴とするプッシュボタン信号受信装置１が提供される。
【００３５】
ここで、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３は、受信したプッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、１周期または複数周期にわたって周波数を検出して、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５は、低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、より多数の周期にわたって周波数を検出して、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。有効信号判定手段６は、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間と、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定とに基づいて、受信したプッシュボタン信号が有効か否かを判定する。ダイアル番号出力手段７は、有効信号判定手段６によってプッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された低群周波数および高群周波数に基づいてダイアル番号を出力する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に本発明のプッシュボタン信号（以下、ＰＢ信号と略称する）受信装置の原理図を示す。
【００３７】
図１に示すように、本発明のＰＢ信号受信装置１は、受信したＰＢ信号に含まれる低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、１周期または複数周期にわたって周波数を検出する第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３と、これらによる検出周期数より多い周期にわたって各識別信号の周波数を検出する第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と、受信したＰＢ信号が有効か否かを判定する有効信号判定手段６と、有効信号判定手段６による判定に基づいて、ＰＢ信号によって指定されたダイアル番号を出力するダイアル番号出力手段７によって構成される。
【００３８】
第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３は、識別信号の例えば１周期といった比較的少数の周期数にわたって周波数の検出を行い、それぞれ低群周波数および高群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５は、比較的多数の周期数にわたって周波数の検出を行い、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３では、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と比較して、入力信号に含まれる雑音の許容量を大きくしておく。
【００３９】
なお、各周波数検出手段では、例えば入力信号の周期を検出することにより、周波数の検出を行う。周期の検出方法としては、例えば、入力信号の信号レベルがあるしきい値を通過した回数が所定数に達するまでの時間を計測し、この時間があらかじめ周波数ごと設定された許容時間範囲内に含まれるか否かを判定することにより、任意の周波数の識別信号を抽出する方法が考えられる。この場合、例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３における識別信号１周期あたりの許容時間範囲を、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と比較して広く設定することにより、入力信号に対する雑音の許容量について異なる設定を行う。
【００４０】
有効信号判定手段６は、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間と、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定に基づいて、受信したＰＢ信号が有効か否かを判定する。
【００４１】
具体的には例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間を計測する。そして、この継続時間が一定時間に達したときに、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数が一致し、かつ第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数が一致している場合に、受信しているＰＢ信号を有効と判定する。また、抽出された識別信号が一定時間継続せずに断絶した場合は、この識別信号を無効と判定する。さらに、有効と判定された後にこの識別信号の抽出が一定時間断絶した場合には、ＰＢ信号の有効長さが終了したと判定する。
【００４２】
ダイアル番号出力手段７は、有効信号判定手段６によってＰＢ信号が有効と判定された場合に、検出された低群、高群の各周波数に基づいて、指定されたダイアル番号を判定し、このダイアル番号を出力する。このダイアル番号は、有効信号判定手段６によって、受信しているＰＢ信号が有効と判定されたタイミングにおいて、出力が開始される。
【００４３】
ここで、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３では、比較的少ない周期で周波数が検出されることから、識別信号の抽出開始タイミングおよび抽出終了タイミングの誤差が小さい。したがって、有効信号判定手段６により、比較的少ない周期で周波数検出を行う第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号を用いて、信号の継続時間、断絶時間を計測して有効か否かを判定することにより、有効と判定されるタイミングがより正確に検知される。
【００４４】
また、このように比較的少ない周期で周波数検出を行う場合は周波数の検出精度が低くなることから、より多い周期にわたって周波数検出を行う第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５を用いて並行して周波数検出を行い、検出周波数が一致した場合にのみ、ＰＢ信号を有効とする判定を可能とする。これによって、ある程度の雑音が許容されながらも、識別信号に対する周波数の検出誤りおよび抽出開始時間の認識誤差の双方による誤動作が防止される。
【００４５】
次に、本発明の実施の形態例について説明する。図２に、本発明のＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す。
図２に示すＰＢ信号受信装置１０は、入力信号からダイアルトーン信号を除去する濾波器１１と、低群、高群の信号に分離するための濾波器１２および１３と、低群、高群の信号の各周波数を少ない周期数で検出する周波数検出回路１４および１５と、各周波数を多い周期数で検出する周波数検出回路１６および１７と、それぞれ周波数検出回路１４および１５、周波数検出回路１６および１７による検出周波数よりダイアル番号を判定する信号判定回路１８および１９と、各信号判定回路１８および１９によって判定されたダイアル番号が一致しているか否かを検出する一致検出回路２０と、選択信号として有効な長さを判定する制御回路２１と、有効な長さを有する番号データを出力する出力回路２２によって構成される。
【００４６】
濾波器１１は、低群の信号よりもさらに低い周波数による可聴信号であるダイアルトーン信号を、入力信号から除去する。濾波器１２および１３は、濾波器１１からの出力信号より、それぞれ低群、高群の周波数帯域の信号のみを選択的に通過させる。
【００４７】
周波数検出回路１４および１５は、各濾波器１２および１３からの出力信号に対して、例えば１周期等の少数の周期にわたって周波数を検出し、それぞれ低群、高群周波数の識別信号を抽出する。また、これに並行して、周波数検出回路１６および１７は、各濾波器１２および１３からの出力信号に対してより多数の周期にわたって周波数を検出し、同様に低群、高群周波数の識別信号を抽出する。なお、周波数検出回路１４および１５では、周波数検出回路１６および１７と比較して、雑音に対する許容量が大きくなるように周波数検出特性が設定される。また、周波数検出回路１６および１７は、後述する信号判定回路１８からの検出信号が入力されていない間は、周波数検出動作を行わない。
【００４８】
信号判定回路１８は、周波数検出回路１４および１５によって低群、高群として有効な周波数がともに検出されると、識別信号の検出を判定して制御回路２１と周波数検出回路１６および１７とにそれぞれ検出信号を出力するとともに、各識別信号の組み合わせよりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを例えば４ビットのデータＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３およびＤ１４として一致検出回路２０および出力回路２２に出力する。また、信号判定回路１９は、同様に周波検出回路１６および１７によって低群、高群として有効な周波数がともに検出されると、識別信号の検出に対する検出信号を制御回路２１に出力するとともに、判定結果を示す番号データを例えば４ビットのデータＤ１５、Ｄ１６、Ｄ１７およびＤ１８として一致検出回路２０に出力する。
【００４９】
一致検出回路２０は、信号判定回路１８からの各データＤ１１〜Ｄ１４と、信号判定回路１９からの各データＤ１５〜Ｄ１８とがすべて一致した場合に、検出周期の異なる周波数検出によって判定されたダイアル番号が一致したことを示す一致検出信号を制御回路２１に出力する。
【００５０】
制御回路２１は、周波数検出に対する各検出信号および一致検出信号の入力を受け、信号判定回路１８からの検出信号の継続時間および断絶時間を監視して、識別信号として有効な長さの判定を行い、この長さを示す有効信号ＥＮを出力する。この有効信号ＥＮは、後述するように、信号判定回路１８からの検出信号の入力が一定時間継続し、かつ一致検出信号が入力されている場合に出力が開始され、検出信号の入力が一定時間断絶した場合に出力が停止される。出力回路２２は、制御回路２１による有効信号ＥＮに基づく長さを有する番号データを、例えば４ビットのデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４として出力する。
【００５１】
以上のＰＢ信号受信装置１０では、周波数検出回路１４および１５において、雑音の許容量を大きくし、少ない周期で周波数検出を行うことにより、識別信号の抽出開始および中止タイミングが正確に検出される。また、周波数検出回路１６および１７において、雑音の許容量を小さくし、多い周期にわたって周波数検出を行うことにより、正確な周波数検出が行われる。
【００５２】
ここで、図３に周波数検出回路１４の回路構成例を示す。
図３に示す周波数検出回路１４は、ＡＤ変換回路１４１ａを具備するＡＤ変換部１４１と、ラッチ回路１４２ａおよびＡＮＤ回路１４２ｂを具備する信号開始点検出部１４２と、カウンタ回路１４３ａおよびカウント値保持回路１４３ｂを具備する信号周期計測部１４３と、比較回路１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃおよび１４４ｄを具備する出力部１４４により構成される。
【００５３】
ここで、図４に周波数検出回路１４の各部における出力信号を示す。図４（Ａ）は任意の周波数の検出時の様子、（Ｂ）は６９７Ｈｚの信号の検出時の様子をそれぞれ示す。以下、まず図３および図４（Ａ）を用いて周波数検出回路１４の動作を説明する。
【００５４】
ＡＤ変換回路１４１ａは、濾波器１２からの入力信号Ｓ１１と、基準信号ＳＧの入力を受け、基準信号ＳＧに対する入力信号Ｓ１１の信号レベルに応じて、図４（Ａ）に示すように、入力信号Ｓ１１を２値化した信号Ｓ１２を出力する。信号開始点検出部１４２は、ラッチ回路１４２ａおよびＡＮＤ回路１４２ｂにより、入力された信号Ｓ１２をクロック信号ＣＬＫの立ち上がりでラッチし、図４（Ａ）に示すように、クロック信号ＣＬＫ１周期分のパルス波である信号Ｓ１３を出力して、入力信号Ｓ１１の周期開始点を検出する。
【００５５】
また、信号周期計測部１４３において、カウンタ回路１４３ａは、信号Ｓ１３の入力を受けるまでクロック信号ＣＬＫに応じてカウントアップを行う。したがって図４（Ａ）に示すように、信号Ｓ１３の入力後のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいて、カウント値Ｃ１１がリセットされる。また、カウント値保持回路１４３ｂは、信号Ｓ１３の入力を受けると、次のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいて、カウンタ回路１４３ａによるカウント値Ｃ１１を保持し、カウント値Ｃ１２として出力する。以上によって、信号周期計測部１４３では、入力信号Ｓ１１の周期開始点から次の周期開始点までの間、一定時間間隔でカウントしたカウント値Ｃ１２が出力される。
【００５６】
また、出力部１４４において、比較回路１４４ａ〜１４４ｄは低群帯域の各周波数６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚおよび９４１Ｈｚにそれぞれ対応して設けられており、各周波数を判定するための上限値から下限値までの間に入力されたカウント値Ｃ１２が含まれるか否かを比較することにより、各周波数を判定する判定信号Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６およびＳ１７を、信号判定回路１８に対して出力する。
【００５７】
ここで、表１に低群、高群の各周波数に対する許容周波数、禁止周波数の値と、判定周波数の例を示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１において、各群における周波数の公称値ｆｏに対して、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌは受信が許容される周波数の上限値および下限値を示し、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌは、受信を禁止する範囲の下限値および上限値をそれぞれ示している。この禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌは公称値ｆｏの±３．５％に規定され、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌは通常公称値ｆｏの±１．５％に設定される。また、判定周波数ｆｊｈおよびｆｊｌは、周波数検出回路１４〜１７において各周波数の信号と判定するための上限値および下限値の例を示しており、ここでは例として公称値ｆｏの±２．５％に設定している。また、判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌは、クロック周波数１ＭＨｚの場合の各判定周波数ｆｊｈおよびｆｊｌに対応するカウント値の例を示している。
【００６０】
以下、この表１の値を用いた場合の周波数検出回路１４における動作例を具体的に説明すると、図４（Ｂ）に示すように、信号Ｓ１３の出力時のカウンタ回路１４３ａにおけるカウント値Ｃ１１が「１４３４」となった場合、次のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいてカウント値保持回路１４３ｂよりカウント値Ｃ１２として「１４３４」を示すデータが出力される。この値は６９７Ｈｚの場合の判定カウント数ｎｆｊｈ〜ｎｆｊｌの範囲に含まれるため、比較回路１４４ａより信号Ｓ１４が出力される。これにより、信号判定回路１８は６９７Ｈｚ識別信号が抽出されたことを検知する。
【００６１】
以上の周波数検出例では、入力信号Ｓ１１の１周期で周期計測を行うことによって周波数を検出したが、複数周期にわたって周期計測を行う場合には、例えば、信号開始点検出部１４２と信号周期計測部１４３の間にさらにカウンタを設けて信号Ｓ１３の出力回数をカウントし、所定のカウント数に達したときにクロック信号ＣＬＫ１周期分のパルス信号を出力するように構成する。また、比較回路１４４ａ〜１４４ｄでは、計測時の周期数に応じた判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌが設定される。
【００６２】
したがってこの場合、信号Ｓ１３の出力回数の上限値は、周波数検出回路１４および１５と比較して、周波数検出回路１６および１７の方が大きく設定される。また、雑音の許容量を大きくするために、判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌから求められる、周波数検出回路１４および１５における１周期当たりの判定範囲を、周波数検出回路１６および１７と比較して大きく設定する。すなわち、周波数検出回路１４および１５では、雑音の影響によるジッタの発生量がある程度大きい場合でも、所定の周波数であると判定される。
【００６３】
次に、図５にＰＢ信号受信装置１０の各部における信号を示し、図２および図５を用いてＰＢ信号受信装置１０の動作を説明する。
ダイアルトーン信号や低群、高群の両周波数帯の信号を含む入力信号Ｓ２１は、濾波器１１によりダイアルトーン信号が除去された信号Ｓ２２に変換され、さらに濾波器１２および１３により、低群、高群の周波数帯のみ含む信号Ｓ２３およびＳ２４にそれぞれ変換される。
【００６４】
周波数検出回路１４および１５は、入力された信号Ｓ２３およびＳ２４の少数の周期にわたって周期の検出を行い、それぞれ低群、高群のいずれかの周波数の信号Ｓ２５およびＳ２６を出力する。なお、例えば信号Ｓ２５は、図３における比較回路１４４ａ〜１４４ｄより、信号Ｓ１４〜Ｓ１７のいずれかが出力されていることを示す。信号判定回路１８は、周波数検出回路１４および１５からの信号Ｓ２５およびＳ２６の双方の入力を検知すると、検出された低群、高群の各周波数の値よりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを４ビットのデータＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３およびＤ１４として一致検出回路２０および出力回路２２に出力する。また、これとともに信号判定回路１８は、入力された信号Ｓ２５およびＳ２６の論理積による信号Ｓ２７を、周波数検出回路１６および１７と制御回路２１とに出力する。
【００６５】
また、周波数検出回路１６および１７は、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７がＨレベルであるときに、各濾波器１２および１３から入力された信号Ｓ２３およびＳ２４の多数の周期にわたる周期の検出を行い、それぞれ低群、高群のいずれかの周波数の信号Ｓ２８およびＳ２９を出力する。信号判定回路１９は、周波数検出回路１６および１７からの信号Ｓ２８およびＳ２９の双方の入力を検知すると、検出された低群、高群の各周波数の値よりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを４ビットのデータＤ１５、Ｄ１６、Ｄ１７およびＤ１８として一致検出回路２０に出力する。また、信号判定回路１９は、信号Ｓ２８およびＳ２９の論理積による信号Ｓ３０を制御回路２１に出力する。
【００６６】
一致検出回路２０は、各信号判定回路１８および１９によって判定された番号データが一致しているか否かを検出する。このために一致検出回路２０は、信号判定回路１８からのデータＤ１１〜Ｄ１４のそれぞれと、信号判定回路１９からのデータＤ１５〜Ｄ１８のそれぞれとの排他的論理和をとり、さらにすべての論理和の否定信号により、一致検出信号Ｓ３１を制御回路２１に出力する。
【００６７】
制御回路２１は、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７を監視し、この信号Ｓ２７の継続時間および断絶時間と、一致検出回路２０からの一致検出信号Ｓ３１とに基づいて、受信したＰＢ信号の有効期間を示す有効信号ＥＮを出力回路２２に出力する。
【００６８】
ここで、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７は、少数の周期での周波数検出による識別信号の検出によって生成されたものであるため、この信号Ｓ２７の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングはＰＢ信号の受信開始および断絶タイミングを比較的正確に示している。したがって、制御回路２１では、信号Ｓ２７の継続時間および断絶時間を測定することにより、ＰＢ信号の受信が有効か否かの判断、およびミニマムポーズの判断を行う。
【００６９】
図５に示すように、制御回路２１は、Ｔ１１のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力を受けると、この信号Ｓ２７の継続時間の計測を開始する。なお、信号Ｓ３１は、多数の周期にわたる周波数検出に基づく信号であるため、入力開始タイミングが信号Ｓ２７より遅くなる。
【００７０】
Ｔ１２のタイミングにおいて、信号Ｓ２７の継続時間があらかじめ設定された継続判定時間Ｔｏｎに達すると、このときの一致検出信号Ｓ３１を参照してＨレベルの場合に、有効信号ＥＮの出力を開始する。ここで、継続判定時間Ｔｏｎに達したときに一致検出信号Ｓ３１を参照することにより、周波数検出回路１４および１５による周波数検出に基づいて判定されたダイアル番号と、周波数検出回路１６および１７による周波数検出に基づいて判定されたダイアル番号が一致している場合にのみ、有効信号ＥＮが出力される。
【００７１】
上述したように、周波数検出回路１４および１５は少数の周期によって周波数検出を行い、雑音の許容量が大きくされていることから、周波数の検出精度が低く、ダイアル番号が誤って認識される可能性がある。これに対して、周波数検出回路１６および１７は、多数の周期にわたって周波数検出を行い、雑音の許容量が小さくなされているため、周波数検出精度が高い。したがって、一致検出信号Ｓ３１の受信時にのみ有効信号ＥＮを出力することによって、より正確な周波数検出が行われた場合にのみ、受信したＰＢ信号が有効と判断されて、少数の周期での周波数検出による検出誤りに伴う誤動作の発生が防止される。
【００７２】
次に、Ｔ１３のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力が断絶すると、制御回路２１はこの断絶時間の計測を開始する。この後、断絶時間があらかじめ設定された断絶判定時間Ｔｏｆｆに達する前のＴ１４のタイミングで、信号Ｓ２７が再び入力されると、制御回路２１はＴ１３からＴ１４までに発生した信号Ｓ２７の断絶はミニマムポーズでないと判断して、この間の有効信号ＥＮの出力を保持する。
【００７３】
次に、Ｔ１５のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力が再び断絶すると、制御回路２１は再び断絶時間の計測を開始し、断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過したＴ１６においてこの断絶をミニマムポーズであると判定して、有効信号ＥＮの出力を中止する。
【００７４】
なお、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７の出力が断絶すると、周波数検出回路１６および１７における周波数検出が中止されることから、信号判定回路１９からの信号Ｓ３０も同時に出力が断絶される。
【００７５】
出力回路２２は、信号判定回路１８からの各データＤ１１〜Ｄ１４と、制御回路２１からの有効信号ＥＮとの論理積によりデータＤ１〜Ｄ４を出力する。したがって、このとき検出されたダイアル番号が、有効信号ＥＮに応じた正確なＰＢ信号の受信開始および中止タイミングにより出力され、ダイアル番号が正しく認識される。
【００７６】
以上のように、ＰＢ信号受信装置１０では、少数の周期での周波数検出によって得られた信号Ｓ２７を用いて、入力されたＰＢ信号の有効判定を行うことで、ＰＢ信号の正確な受信タイミングを検出することができ、またこの際に、少数の周期での周波数検出と多数の周期にわたる周波数検出の双方による検出結果の一致判定を行うことで、周波数の検出精度が高められてダイアル番号の判定誤りが防止される。
【００７７】
したがって、電話端末のマイクによって拾われた周囲の音や回線中の洩話等による雑音が重畳されて、受信した信号の波形にジッタが生じた場合でも、周波数検出に与える影響を少なくすることができ、雑音に対する受信特性が向上する。またなおかつ、禁止周波数偏差を小さくすることができるため、例えば通信中の音声や音楽等に含まれる継続的な信号を誤ってＰＢ信号と認識する等の誤作動の発生率が抑制される。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＰＢ信号受信装置では、少数の周期で周波数検出を行う第１および第２の周波数検出手段によって抽出された識別信号の継続時間、および、第１および第２の周波数検出手段によって検出された周波数と、第３および第４の周波数検出手段によって多数の周期にわたって検出が行われた周波数との一致判定に基づいて、受信したＰＢ信号の有効判定が行われるため、ある程度の雑音が許容されながらも、識別信号に対する周波数の検出誤りおよび抽出開始時間の認識誤差の双方による誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＢ信号受信装置の原理図を示す。
【図２】本発明のＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す図である。
【図３】周波数検出回路の回路構成例を示す図である。
【図４】周波数検出回路の各部における出力信号を示す図であり、（Ａ）は任意の周波数の検出時の様子を示し、（Ｂ）は６９７Ｈｚの信号の検出時の様子を示す。
【図５】ＰＢ信号受信装置の各部における信号を示す図である。
【図６】従来の一般的なＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す図である。
【図７】ＰＢ信号受信装置の各部における信号を時間経過とともに示すタイミングチャートである。
【図８】ＰＢ信号受信装置における周波数検出特性を示す図である。
【図９】周期の測定における雑音による周期変動を説明する図である。
【図１０】信号と雑音との振幅比と、ジッタとの関係を示すグラフである。
【図１１】周波数検出特性に対するジッタの影響を説明するための図である。
【図１２】入力信号の複数周期にわたる周波数の検出例を示す図であり、（Ａ）は入力信号を示し、（Ｂ）は第１の検出例による周波数判定状態を示し、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態を示し、（Ｄ）は第２の検出例による周波数判定状態を示し、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の検出状態を示す。
【図１３】入力信号の複数周期にわたる周波数検出を行う場合の、瞬断発生時の検出例を示す図であり、（Ａ）は入力信号を示し、（Ｂ）は第１の検出例における周波数判定状態を示し、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態を示し、（Ｄ）は第２の検出例における周波数判定状態を示し、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の出力状態を示す。
【符号の説明】
１ ＰＢ信号受信装置
２ 第１の周波数検出手段
３ 第２の周波数検出手段
４ 第３の周波数検出手段
５ 第４の周波数検出手段
６ 有効信号判定手段
７ ダイアル番号出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するプッシュボタン信号受信装置およびプッシュボタン信号検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アナログ電話通信においては、電話端末から接続先を指定するための選択信号として、プッシュボタン信号（以下、ＰＢ信号と略称する）が使用されている。ＰＢ信号による通信では、周波数６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚおよび９４１Ｈｚを有する低群の識別信号と、１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚおよび１６３３Ｈｚを有する高群の信号が用いられ、各群の１周波の信号を組み合わせた１６種類の信号によって、ダイアルされた番号が識別される。この低群および高群の各信号は一度のダイアル操作により一定時間以上継続して送出され、ダイアル間には一定時間以上の信号断の時間があって、この時間はミニマムポーズといわれる。
【０００３】
また、ＰＢ信号の受信装置は、低群および高群の各１周波の信号を一定時間継続して受信することにより、有効な選択信号と判断する。さらに、信号の受信が一定時間以上断絶するとミニマムポーズと判断して、この後に同じ周波数の信号を受信しても別の選択信号と判断する。
【０００４】
ここで、図６に従来の一般的なＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す。
図６に示すＰＢ信号受信装置３０は、入力信号からダイアルトーン信号を除去する濾波器３１と、低群、高群の信号に分離するための濾波器３２および３３と、それぞれ低群、高群の信号のための周波数検出回路３４および３５と、検出された周波数よりダイアル番号を判定する信号判定回路３６と、識別信号として有効な長さを判定する制御回路３７と、有効な長さを有する番号データを出力する出力回路３８によって構成される。
【０００５】
濾波器３１は、低群の信号よりもさらに低い周波数による可聴信号であり、電話端末のユーザに対して選択信号の送出を促すためのダイアルトーン信号を、入力信号から除去する。濾波器３２および３３は、濾波器３１からの出力信号より、それぞれ低群、高群の周波数帯域の信号のみを選択的に通過させる。周波数検出回路３４および３５は、入力信号の周波数を検出する。信号判定回路３６は、周波数検出回路３４および３５において低群、高群からともに有効な周波数が検出されると、各群の識別信号の検出を判定して制御回路３７に検出信号を出力するとともに、各識別信号の組み合わせよりダイアル番号を判定して、この番号を示す番号データを出力回路３８に出力する。制御回路３７は、入力された検出信号の継続時間および断絶時間を監視して、識別信号として有効な長さの判定を行い、この長さを示す有効信号ＥＮを出力する。出力回路３８は、制御回路３７による有効信号ＥＮに基づく長さを有する番号データを、例えば４ビットのデータＤ３１、Ｄ３２、Ｄ３３およびＤ３４として出力する。
【０００６】
次に、図７に、上記のＰＢ信号受信装置３０の各部における信号のタイミングチャートを示し、ＰＢ信号受信装置３０の動作を説明する。
ＰＢ信号受信装置３０に対する入力信号Ｓ４１は、ダイアルトーン、低群信号および高群の識別信号等を含んでおり、濾波器３１により、ダイアルトーンが除去された信号Ｓ４２が出力され、さらに濾波器３２および３３により、それぞれ低群領域および高群領域の成分のみを含む信号Ｓ４３およびＳ４４が出力される。また、周波数検出回路３４および３５からは、低群、高群のそれぞれに割り当てられた周波数に対応する識別信号Ｓ４５およびＳ４６が出力されて、信号判定回路３６に入力され、信号判定回路３６からは、この識別信号Ｓ４５およびＳ４６の論理積によって得られる、ＰＢ信号に対する検出信号Ｓ４７が、制御回路３７に対して出力される。
【０００７】
制御回路３７では、検出信号Ｓ４７の入力の継続時間および断絶時間が監視され、選択信号として有効な長さを示す有効信号ＥＮが出力される。ここで、制御回路３７は、例えば検出信号Ｓ４７がＨレベルとなるタイミングＴ２１において継続時間のカウントを開始し、あらかじめ設定された継続判定時間Ｔｏｎが経過したタイミングＴ２２までの間、検出信号Ｓ４７がＨレベルのまま継続すると、検出信号Ｓ４７に対して有効な選択信号と判断して、有効信号ＥＮをＨレベルにする。また、タイミングＴ２３において検出信号Ｓ４７がＬレベルとなると断絶時間のカウントを開始するが、あらかじめ設定された断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過する前のタイミングＴ２４において、検出信号Ｓ４７が再びＨレベルとなったことから、選択信号の断絶とは判断せずに、有効信号ＥＮをＨレベルのまま保持する。さらに、検出信号Ｓ４７がＬレベルとなるタイミングＴ２５において再び断絶時間のカウントを開始し、Ｌレベルのまま断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過したタイミングＴ２６において、選択信号の断絶と判断して、有効信号ＥＮをＬレベルとする。出力回路３８では、有効信号ＥＮの立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングに基づいた有効なデータ長を有する番号データＤ３１〜Ｄ３４が出力される。
【０００８】
次に、図８にＰＢ信号受信装置３０における周波数検出特性を示す。
ＰＢ信号受信装置３０では、図８に示すように、識別信号の公称周波数ｆｏに対し、受信が許容される周波数の上限、下限としてそれぞれ許容周波数ｆａｈおよびｆａｌが設けられ、この許容周波数ｆａｈから許容周波数ｆａｌまでの信号については確実に受信される。また、許容される周波数領域から離れて設けられる禁止周波数ｆｐｈ以上の信号、および禁止周波数ｆｐｌ以下の信号は受信しない。許容周波数ｆａｈと禁止周波数ｆｐｈとの間、および許容周波数ｆａｌと禁止周波数ｆｐｌの間はともに受信に対する不確定領域となる。したがって、誤動作を防ぐ観点からは、許容周波数ｆａｈ〜ｆａｌの範囲は狭い方が望ましく、また、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌの値は、それぞれ許容周波数ｆａｈおよびｆａｌにできるだけ近いことが望ましい。
【０００９】
ここで、受信を許容する周波数偏差をｄａ、受信を禁止する周波数偏差をｄｐ（ただし、ｄａ＜ｄｐ）とすると、これらと公称周波数ｆｏ、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌ、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌとの関係は、以下の式（１）、（２）、（３）および（４）のようになる。
【００１０】
【数１】
ｆａｈ＝（１＋ｄａ）×ｆｏ ………（１）
ｆａｌ＝（１−ｄａ）×ｆｏ ………（２）
ｆｐｈ＝（１＋ｄｐ）×ｆｏ ………（３）
ｆｐｌ＝（１−ｄｐ）×ｆｏ ………（４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、周波数検出回路３４および３５における周波数の検出方法としては、濾波器を用いて特定周波数の信号を抽出する方法と、周期を測定する方法があるが、回路構成の簡易さ、すなわち経済性の面より、周期を測定する方法を用いる場合が多い。
【００１２】
周期を測定するためには、例えば、入力信号のレベルがあるしきい値を通過する間隔を測定する。しかし、入力信号に濾波器３２または３３の通過帯域内の雑音が含まれる場合は、しきい値を通過するタイミングがジッタとして揺らぐことになる。ここで、図９は周期の測定における雑音による周期変動を説明する図である。
【００１３】
図９では、周波数検出のためのしきい値を０Ｖとしている。またこの図において、信号Ｓ５１は雑音を含まない入力信号の波形例であり、雑音が重畳された信号Ｓ５２から信号Ｓ５３までの範囲で、しきい値との交点のタイミングが最大±Δｔだけ変動することが示されている。また、信号Ｓ５１のピークレベルをＳ、信号Ｓ５１に対する雑音のレベルをＮ、信号Ｓ５１の周期をＴとすると、
【００１４】
【数２】
ｓｉｎ（２π×（Δｔ／Ｔ））＝Ｎ／Ｓ ………（５）
Δｔ＝Ｔ×ｓｉｎ-1（Ｎ／Ｓ）／２π ………（６）
となり、上記の式（６）のように、しきい値の通過点における変動Δｔは、信号Ｓ５１のピークレベルＳと雑音のレベルＮとの比に依存する。また、図９に示すように、検出される周期の値は雑音が含まれることによって、最小値Ｔｍｉｎ（＝Ｔ−２Δｔ）から最大値Ｔｍａｘ（＝Ｔ＋２Δｔ）までの間で変動する。また、このときのジッタＪは以下に示す式（７）のようになる。
【００１５】
【数３】
Ｊ＝２Δｔ／Ｔ＝ｓｉｎ-1（Ｎ／Ｓ）／π ………（７）
ここで、図１０は式（７）に基づく、信号と雑音との振幅比Ｎ／ＳとジッタＪとの関係を示すグラフである。また、図１１は周波数検出特性に対するジッタの影響を説明するための図である。
【００１６】
図１０に示すように、信号と雑音との振幅比Ｎ／Ｓが大きくなるにつれ、ジッタＪの量も大きくなる。また、図１１に示すように、ジッタＪを生じさせる範囲の雑音の受信を許容した場合、周波数検出における許容周波数偏差の絶対値はｄａ＋Ｊ、禁止周波数偏差の絶対値はｄｐ−Ｊとする必要がある。したがって、周波数検出の際に許容する雑音の周波数範囲を広くとると、禁止周波数偏差を大きくする必要があり、周波数検出精度が下がって、入力信号の有無の判断に対する誤動作が発生しやすくなる。
【００１７】
ＰＢ信号受信装置３０に入力される信号には、電話端末のマイクによる周囲の騒音や、回線における洩話等による雑音が重畳されており、ある程度の雑音を許容して識別信号の検出を行うことができることが望ましい。しかし、上述したように、従来のＰＢ信号受信装置３０では、雑音の許容範囲の拡大によって、誤動作の発生率が高まってしまう。これに対し、ある程度の雑音を許容しながら、入力信号の周波数検出精度を高めるためには、周波数（周期）の検出周期を入力信号の１周期でなく、複数の周期とする方法が考えられる。例えば検出周期を入力信号のｎ回分とすると、周波数検出に対するジッタＪによる影響は１／ｎに抑制される。
【００１８】
しかし、入力信号の複数周期にわたって周波数検出する場合、１周期等の少数の周期による検出と比較して、検出周波数の確定までに時間を要するため、入力信号の継続や断絶の判断に対しては誤差が大きくなる。ここで、図１２に入力信号の複数周期にわたる周波数の検出例を示す。図１２（Ａ）は入力信号、（Ｂ）は第１の検出例による周波数判定状態、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態、（Ｄ）は第２の検出例による周波数判定状態、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の検出状態をそれぞれ示す。
【００１９】
図１２では、例として６９７Ｈｚの周波数を有する低群の識別信号を検出する場合の検出状態を時系列的に示し、検出周期１回分の入力信号の周期をｎ＝２０としている。したがって、検出した周波数が確定される検出周期１回分の時間は２８．６９ｍｓｅｃとなる。また、入力信号の２０周期分が検出されるまでの最大時間を、検出周期の１１０％の３１．５６ｍｓｅｃとし、入力信号の２０周期分の時間が３１．５６ｍｓｅｃ以上となった場合は、入力信号を６９７Ｈｚの識別信号として無効と判断して、次の入力信号に対する周期測定を行うこととする。なお、図１２（Ｃ）および（Ｅ）では、図６における周波数検出回路３４による識別信号Ｓ４５の抽出の有無を示している。
【００２０】
図１２（Ａ）に示すように、周波数検出回路３４に対する実際の入力信号は、タイミングＴ３２からタイミングＴ４０までの間に入力されている。図１２（Ｂ）に示す第１の検出例では、入力信号が入力されたタイミングＴ３２の直後のタイミングＴ３３において、周期の検出が開始されて、２０周期分の検出時間がカウントされる。この後、タイミングＴ３５において、検出開始から２８．６９ｍｓｅｃが経過して、６９７Ｈｚの識別信号の受信が検出され、図１２（Ｃ）のように識別信号が抽出される。この後、再び周期検出時間のカウントが開始されて、次の検出が行われる。
【００２１】
また、第１の検出例では、タイミングＴ３９において新たな検出を開始した直後のタイミングＴ４０において、入力信号が断絶している。したがって、この検出周期では３１．５６ｍｓが経過したタイミングＴ４２において入力が無効と判定されて、図１２（Ｃ）のように識別信号の出力が中止される。
【００２２】
一方、図１２（Ｄ）に示す第２の検出例では、タイミングＴ３１から新たな周期検出が開始されて、周期検出時間がカウントされるが、この直後のタイミングＴ３２において入力信号が入力されるため、３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ３４において入力信号が無効と判定されて、再び周期検出時間のカウントが開始される。この後、タイミングＴ３６における周期検出により、図１２（Ｅ）のように識別信号が再び抽出される。
【００２３】
また、さらにタイミングＴ３８において新たな検出が開始され、２０周期分カウントされる直前のタイミングＴ４０において入力信号が断絶することにより、この検出周期においては３１．５６ｍｓが経過したタイミングＴ４１において入力が無効と判定されて、図１２（Ｅ）のように識別信号の出力が中止される。
【００２４】
以上より、第１の検出例のように、検出周期の開始タイミングが入力信号の受信開始のタイミングの直後となる場合は、第２の検出例のように、検出開始タイミングが受信開始タイミングの直前となる場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度すなわち２８．６９ｍｓｅｃ程度、識別信号の出力開始タイミングが早くなる。また、第１の検出例のように、２０周期分のカウント直後に入力信号の受信が終了される場合は、第２の検出例のように、２０周期分のカウント終了直前に入力信号の受信が終了される場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度、識別信号の出力中止タイミングが遅くなる。したがって、識別信号の出力タイミングは最大で検出周期の約２周期分の誤差が生じることになり、入力信号の複数周期にわたって周期の検出を行う場合は、検出周期が長くなるため、識別タイミングの出力時間の誤差がより大きくなってしまう。
【００２５】
また、図１３に、入力信号の複数周期にわたる周波数検出を行う場合の、瞬断発生時の検出例を示す。図１３（Ａ）は入力信号、（Ｂ）は第１の検出例における周波数判定状態、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態、（Ｄ）は第２の検出例における周波数判定状態、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の出力状態をそれぞれ示す。
【００２６】
図１３では、図１２と同様に、６９７Ｈｚの周波数の識別信号を検出する場合を示し、ｎ＝２０として検出周期１回分の時間を２８．６９ｍｓｅｃとし、２０周期分として許容する検出の最大時間を検出周期の１１０％の３１．５６ｍｓｅｃとしている。
【００２７】
図１３（Ａ）に示すように、周波数検出回路３４に対する実際の入力信号は、タイミングＴ５３からタイミングＴ５５までの間、瞬間的に断絶する。図１３（Ｂ）に示す第１の検出例では、タイミングＴ５２において新たな検出周期となって信号継続時間のカウントが開始された後、タイミングＴ５３〜Ｔ５５において入力信号が断絶する。このため、断絶時間によって入力信号の周期検出に遅れが生じるため、３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ５６において入力信号が無効と判定されて、図１３（Ｃ）のように識別信号の出力が中止される。この後、再び周期検出時間のカウントが開始され、タイミングＴ５８における周波数検出により識別信号の出力が再開される。
【００２８】
一方、図１３（Ｄ）に示す第２の検出例では、タイミングＴ５１から新たな周期検出が開始された後、２０周期分の入力信号が受信される前に、タイミングＴ５３において入力信号が断絶し、この断絶中のタイミングＴ５４において周期検出の開始から３１．５６ｍｓが経過し、入力が無効と判定されて、図１３（Ｅ）のように識別信号の出力が中止される。また、入力信号の断絶中に再び周期検出が開始されることから、次の検出周期においても３１．５６ｍｓの間に２０周期分の入力信号が検出されず、タイミングＴ５７において再び入力信号が無効と判定されて、識別信号は出力されない。さらに、新たな周波数検出が行われて、タイミングＴ５９において識別信号の出力が再開される。
【００２９】
以上より、第２の検出例のように、入力信号の無効判定が行われるタイミングが入力信号の瞬断中となる場合は、このようになっていない第１の検出例のような場合と比較して、最大で検出周期の１周期分程度、識別信号の出力中止時間が長くなる。したがって、検出周期が長くなるほど、識別信号の出力中止時間の誤差が大きくなる。
【００３０】
この図１２および図１３の例のように、入力信号の周期を検出する場合、入力信号の受信開始および停止のタイミングと、周期検出の開始および終了のタイミングとの関係によって、抽出される識別信号に誤差が生じ、この誤差は検出周期が長くなるほど大きくなる。ＰＢ信号受信装置３０では、制御回路３７において、識別信号の抽出タイミングに基づいて、選択信号として有効な長さを判定するための信号継続時間の検出が行われることから、入力信号の多数の周期にわたって周期検出を行う方法では、識別信号の抽出タイミングの誤差が大きいために信号継続時間の検出誤差が大きくなり、番号データの出力の誤作動が発生することが問題となっていた。
【００３１】
また、ＰＢ信号受信装置３０に対する入力においては、上述したように、本来のＰＢ信号以外に、電話端末のマイクからの周囲の音声や騒音あるいは回線における洩話等による雑音が含まれることが多いが、これらの雑音を識別信号と判定してはならない。しかし、入力信号の多数の周期にわたって周期検出を行う方法では、検出周期の間に大きな周波数変動があっても、入力信号の所定数の周期検出時間が規定値を満たせば識別信号と判断されるため、識別信号の誤った検出が行われやすい。
【００３２】
一方、入力信号の少数の周期により周期検出を行う方法では、上述したように、周波数検出の際に許容する雑音の周波数範囲を広くとると、禁止周波数偏差を大きくする必要があり、周波数検出精度が下がって、入力信号の有無の判断に対する誤動作が発生しやすくなる。
【００３３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、周波数検出精度を高め、かつＰＢ信号の有効長さの判定誤りを減少させた、誤動作の少ないＰＢ信号受信装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するプッシュボタン信号受信装置１において、受信した前記プッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の識別信号のそれぞれに対して設けられ、１周期または複数周期にわたって入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３と、受信した前記プッシュボタン信号に含まれる前記低群周波数および前記高群周波数の前記識別信号のそれぞれに対して設けられ、前記第１の周波数検出手段２および前記第２の周波数検出手段３による各検出周期数より多い周期にわたって前記入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と、前記第１の周波数検出手段２および前記第２の周波数検出手段３によって抽出された前記識別信号の継続時間と、前記第１の周波数検出手段２および前記第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、前記第２の周波数検出手段３および前記第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定とに基づいて、受信した前記プッシュボタン信号が有効か否かを判定する有効信号判定手段６と、前記有効信号判定手段６によって前記プッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された前記低群周波数および前記高群周波数に基づいて前記ダイアル番号を出力するダイアル番号出力手段７と、を有することを特徴とするプッシュボタン信号受信装置１が提供される。
【００３５】
ここで、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３は、受信したプッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、１周期または複数周期にわたって周波数を検出して、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５は、低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、より多数の周期にわたって周波数を検出して、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。有効信号判定手段６は、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間と、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定とに基づいて、受信したプッシュボタン信号が有効か否かを判定する。ダイアル番号出力手段７は、有効信号判定手段６によってプッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された低群周波数および高群周波数に基づいてダイアル番号を出力する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に本発明のプッシュボタン信号（以下、ＰＢ信号と略称する）受信装置の原理図を示す。
【００３７】
図１に示すように、本発明のＰＢ信号受信装置１は、受信したＰＢ信号に含まれる低群周波数および高群周波数の各識別信号に対して、１周期または複数周期にわたって周波数を検出する第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３と、これらによる検出周期数より多い周期にわたって各識別信号の周波数を検出する第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と、受信したＰＢ信号が有効か否かを判定する有効信号判定手段６と、有効信号判定手段６による判定に基づいて、ＰＢ信号によって指定されたダイアル番号を出力するダイアル番号出力手段７によって構成される。
【００３８】
第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３は、識別信号の例えば１周期といった比較的少数の周期数にわたって周波数の検出を行い、それぞれ低群周波数および高群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５は、比較的多数の周期数にわたって周波数の検出を行い、各群周波数に対応する識別信号を抽出する。また、例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３では、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と比較して、入力信号に含まれる雑音の許容量を大きくしておく。
【００３９】
なお、各周波数検出手段では、例えば入力信号の周期を検出することにより、周波数の検出を行う。周期の検出方法としては、例えば、入力信号の信号レベルがあるしきい値を通過した回数が所定数に達するまでの時間を計測し、この時間があらかじめ周波数ごと設定された許容時間範囲内に含まれるか否かを判定することにより、任意の周波数の識別信号を抽出する方法が考えられる。この場合、例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３における識別信号１周期あたりの許容時間範囲を、第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５と比較して広く設定することにより、入力信号に対する雑音の許容量について異なる設定を行う。
【００４０】
有効信号判定手段６は、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間と、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数、第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定に基づいて、受信したＰＢ信号が有効か否かを判定する。
【００４１】
具体的には例えば、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号の継続時間を計測する。そして、この継続時間が一定時間に達したときに、第１の周波数検出手段２および第３の周波数検出手段４によって検出された周波数が一致し、かつ第２の周波数検出手段３および第４の周波数検出手段５によって検出された周波数が一致している場合に、受信しているＰＢ信号を有効と判定する。また、抽出された識別信号が一定時間継続せずに断絶した場合は、この識別信号を無効と判定する。さらに、有効と判定された後にこの識別信号の抽出が一定時間断絶した場合には、ＰＢ信号の有効長さが終了したと判定する。
【００４２】
ダイアル番号出力手段７は、有効信号判定手段６によってＰＢ信号が有効と判定された場合に、検出された低群、高群の各周波数に基づいて、指定されたダイアル番号を判定し、このダイアル番号を出力する。このダイアル番号は、有効信号判定手段６によって、受信しているＰＢ信号が有効と判定されたタイミングにおいて、出力が開始される。
【００４３】
ここで、第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３では、比較的少ない周期で周波数が検出されることから、識別信号の抽出開始タイミングおよび抽出終了タイミングの誤差が小さい。したがって、有効信号判定手段６により、比較的少ない周期で周波数検出を行う第１の周波数検出手段２および第２の周波数検出手段３によって抽出された識別信号を用いて、信号の継続時間、断絶時間を計測して有効か否かを判定することにより、有効と判定されるタイミングがより正確に検知される。
【００４４】
また、このように比較的少ない周期で周波数検出を行う場合は周波数の検出精度が低くなることから、より多い周期にわたって周波数検出を行う第３の周波数検出手段４および第４の周波数検出手段５を用いて並行して周波数検出を行い、検出周波数が一致した場合にのみ、ＰＢ信号を有効とする判定を可能とする。これによって、ある程度の雑音が許容されながらも、識別信号に対する周波数の検出誤りおよび抽出開始時間の認識誤差の双方による誤動作が防止される。
【００４５】
次に、本発明の実施の形態例について説明する。図２に、本発明のＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す。
図２に示すＰＢ信号受信装置１０は、入力信号からダイアルトーン信号を除去する濾波器１１と、低群、高群の信号に分離するための濾波器１２および１３と、低群、高群の信号の各周波数を少ない周期数で検出する周波数検出回路１４および１５と、各周波数を多い周期数で検出する周波数検出回路１６および１７と、それぞれ周波数検出回路１４および１５、周波数検出回路１６および１７による検出周波数よりダイアル番号を判定する信号判定回路１８および１９と、各信号判定回路１８および１９によって判定されたダイアル番号が一致しているか否かを検出する一致検出回路２０と、選択信号として有効な長さを判定する制御回路２１と、有効な長さを有する番号データを出力する出力回路２２によって構成される。
【００４６】
濾波器１１は、低群の信号よりもさらに低い周波数による可聴信号であるダイアルトーン信号を、入力信号から除去する。濾波器１２および１３は、濾波器１１からの出力信号より、それぞれ低群、高群の周波数帯域の信号のみを選択的に通過させる。
【００４７】
周波数検出回路１４および１５は、各濾波器１２および１３からの出力信号に対して、例えば１周期等の少数の周期にわたって周波数を検出し、それぞれ低群、高群周波数の識別信号を抽出する。また、これに並行して、周波数検出回路１６および１７は、各濾波器１２および１３からの出力信号に対してより多数の周期にわたって周波数を検出し、同様に低群、高群周波数の識別信号を抽出する。なお、周波数検出回路１４および１５では、周波数検出回路１６および１７と比較して、雑音に対する許容量が大きくなるように周波数検出特性が設定される。また、周波数検出回路１６および１７は、後述する信号判定回路１８からの検出信号が入力されていない間は、周波数検出動作を行わない。
【００４８】
信号判定回路１８は、周波数検出回路１４および１５によって低群、高群として有効な周波数がともに検出されると、識別信号の検出を判定して制御回路２１と周波数検出回路１６および１７とにそれぞれ検出信号を出力するとともに、各識別信号の組み合わせよりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを例えば４ビットのデータＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３およびＤ１４として一致検出回路２０および出力回路２２に出力する。また、信号判定回路１９は、同様に周波検出回路１６および１７によって低群、高群として有効な周波数がともに検出されると、識別信号の検出に対する検出信号を制御回路２１に出力するとともに、判定結果を示す番号データを例えば４ビットのデータＤ１５、Ｄ１６、Ｄ１７およびＤ１８として一致検出回路２０に出力する。
【００４９】
一致検出回路２０は、信号判定回路１８からの各データＤ１１〜Ｄ１４と、信号判定回路１９からの各データＤ１５〜Ｄ１８とがすべて一致した場合に、検出周期の異なる周波数検出によって判定されたダイアル番号が一致したことを示す一致検出信号を制御回路２１に出力する。
【００５０】
制御回路２１は、周波数検出に対する各検出信号および一致検出信号の入力を受け、信号判定回路１８からの検出信号の継続時間および断絶時間を監視して、識別信号として有効な長さの判定を行い、この長さを示す有効信号ＥＮを出力する。この有効信号ＥＮは、後述するように、信号判定回路１８からの検出信号の入力が一定時間継続し、かつ一致検出信号が入力されている場合に出力が開始され、検出信号の入力が一定時間断絶した場合に出力が停止される。出力回路２２は、制御回路２１による有効信号ＥＮに基づく長さを有する番号データを、例えば４ビットのデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４として出力する。
【００５１】
以上のＰＢ信号受信装置１０では、周波数検出回路１４および１５において、雑音の許容量を大きくし、少ない周期で周波数検出を行うことにより、識別信号の抽出開始および中止タイミングが正確に検出される。また、周波数検出回路１６および１７において、雑音の許容量を小さくし、多い周期にわたって周波数検出を行うことにより、正確な周波数検出が行われる。
【００５２】
ここで、図３に周波数検出回路１４の回路構成例を示す。
図３に示す周波数検出回路１４は、ＡＤ変換回路１４１ａを具備するＡＤ変換部１４１と、ラッチ回路１４２ａおよびＡＮＤ回路１４２ｂを具備する信号開始点検出部１４２と、カウンタ回路１４３ａおよびカウント値保持回路１４３ｂを具備する信号周期計測部１４３と、比較回路１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃおよび１４４ｄを具備する出力部１４４により構成される。
【００５３】
ここで、図４に周波数検出回路１４の各部における出力信号を示す。図４（Ａ）は任意の周波数の検出時の様子、（Ｂ）は６９７Ｈｚの信号の検出時の様子をそれぞれ示す。以下、まず図３および図４（Ａ）を用いて周波数検出回路１４の動作を説明する。
【００５４】
ＡＤ変換回路１４１ａは、濾波器１２からの入力信号Ｓ１１と、基準信号ＳＧの入力を受け、基準信号ＳＧに対する入力信号Ｓ１１の信号レベルに応じて、図４（Ａ）に示すように、入力信号Ｓ１１を２値化した信号Ｓ１２を出力する。信号開始点検出部１４２は、ラッチ回路１４２ａおよびＡＮＤ回路１４２ｂにより、入力された信号Ｓ１２をクロック信号ＣＬＫの立ち上がりでラッチし、図４（Ａ）に示すように、クロック信号ＣＬＫ１周期分のパルス波である信号Ｓ１３を出力して、入力信号Ｓ１１の周期開始点を検出する。
【００５５】
また、信号周期計測部１４３において、カウンタ回路１４３ａは、信号Ｓ１３の入力を受けるまでクロック信号ＣＬＫに応じてカウントアップを行う。したがって図４（Ａ）に示すように、信号Ｓ１３の入力後のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいて、カウント値Ｃ１１がリセットされる。また、カウント値保持回路１４３ｂは、信号Ｓ１３の入力を受けると、次のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいて、カウンタ回路１４３ａによるカウント値Ｃ１１を保持し、カウント値Ｃ１２として出力する。以上によって、信号周期計測部１４３では、入力信号Ｓ１１の周期開始点から次の周期開始点までの間、一定時間間隔でカウントしたカウント値Ｃ１２が出力される。
【００５６】
また、出力部１４４において、比較回路１４４ａ〜１４４ｄは低群帯域の各周波数６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚおよび９４１Ｈｚにそれぞれ対応して設けられており、各周波数を判定するための上限値から下限値までの間に入力されたカウント値Ｃ１２が含まれるか否かを比較することにより、各周波数を判定する判定信号Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６およびＳ１７を、信号判定回路１８に対して出力する。
【００５７】
ここで、表１に低群、高群の各周波数に対する許容周波数、禁止周波数の値と、判定周波数の例を示す。
【００５８】
【表１】
表１において、各群における周波数の公称値ｆｏに対して、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌは受信が許容される周波数の上限値および下限値を示し、禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌは、受信を禁止する範囲の下限値および上限値をそれぞれ示している。この禁止周波数ｆｐｈおよびｆｐｌは公称値ｆｏの±３．５％に規定され、許容周波数ｆａｈおよびｆａｌは通常公称値ｆｏの±１．５％に設定される。また、判定周波数ｆｊｈおよびｆｊｌは、周波数検出回路１４〜１７において各周波数の信号と判定するための上限値および下限値の例を示しており、ここでは例として公称値ｆｏの±２．５％に設定している。また、判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌは、クロック周波数１ＭＨｚの場合の各判定周波数ｆｊｈおよびｆｊｌに対応するカウント値の例を示している。
【００６０】
以下、この表１の値を用いた場合の周波数検出回路１４における動作例を具体的に説明すると、図４（Ｂ）に示すように、信号Ｓ１３の出力時のカウンタ回路１４３ａにおけるカウント値Ｃ１１が「１４３４」となった場合、次のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりタイミングにおいてカウント値保持回路１４３ｂよりカウント値Ｃ１２として「１４３４」を示すデータが出力される。この値は６９７Ｈｚの場合の判定カウント数ｎｆｊｈ〜ｎｆｊｌの範囲に含まれるため、比較回路１４４ａより信号Ｓ１４が出力される。これにより、信号判定回路１８は６９７Ｈｚ識別信号が抽出されたことを検知する。
【００６１】
以上の周波数検出例では、入力信号Ｓ１１の１周期で周期計測を行うことによって周波数を検出したが、複数周期にわたって周期計測を行う場合には、例えば、信号開始点検出部１４２と信号周期計測部１４３の間にさらにカウンタを設けて信号Ｓ１３の出力回数をカウントし、所定のカウント数に達したときにクロック信号ＣＬＫ１周期分のパルス信号を出力するように構成する。また、比較回路１４４ａ〜１４４ｄでは、計測時の周期数に応じた判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌが設定される。
【００６２】
したがってこの場合、信号Ｓ１３の出力回数の上限値は、周波数検出回路１４および１５と比較して、周波数検出回路１６および１７の方が大きく設定される。また、雑音の許容量を大きくするために、判定カウント数ｎｆｊｈおよびｎｆｊｌから求められる、周波数検出回路１４および１５における１周期当たりの判定範囲を、周波数検出回路１６および１７と比較して大きく設定する。すなわち、周波数検出回路１４および１５では、雑音の影響によるジッタの発生量がある程度大きい場合でも、所定の周波数であると判定される。
【００６３】
次に、図５にＰＢ信号受信装置１０の各部における信号を示し、図２および図５を用いてＰＢ信号受信装置１０の動作を説明する。
ダイアルトーン信号や低群、高群の両周波数帯の信号を含む入力信号Ｓ２１は、濾波器１１によりダイアルトーン信号が除去された信号Ｓ２２に変換され、さらに濾波器１２および１３により、低群、高群の周波数帯のみ含む信号Ｓ２３およびＳ２４にそれぞれ変換される。
【００６４】
周波数検出回路１４および１５は、入力された信号Ｓ２３およびＳ２４の少数の周期にわたって周期の検出を行い、それぞれ低群、高群のいずれかの周波数の信号Ｓ２５およびＳ２６を出力する。なお、例えば信号Ｓ２５は、図３における比較回路１４４ａ〜１４４ｄより、信号Ｓ１４〜Ｓ１７のいずれかが出力されていることを示す。信号判定回路１８は、周波数検出回路１４および１５からの信号Ｓ２５およびＳ２６の双方の入力を検知すると、検出された低群、高群の各周波数の値よりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを４ビットのデータＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３およびＤ１４として一致検出回路２０および出力回路２２に出力する。また、これとともに信号判定回路１８は、入力された信号Ｓ２５およびＳ２６の論理積による信号Ｓ２７を、周波数検出回路１６および１７と制御回路２１とに出力する。
【００６５】
また、周波数検出回路１６および１７は、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７がＨレベルであるときに、各濾波器１２および１３から入力された信号Ｓ２３およびＳ２４の多数の周期にわたる周期の検出を行い、それぞれ低群、高群のいずれかの周波数の信号Ｓ２８およびＳ２９を出力する。信号判定回路１９は、周波数検出回路１６および１７からの信号Ｓ２８およびＳ２９の双方の入力を検知すると、検出された低群、高群の各周波数の値よりダイアル番号を判定して、判定結果を示す番号データを４ビットのデータＤ１５、Ｄ１６、Ｄ１７およびＤ１８として一致検出回路２０に出力する。また、信号判定回路１９は、信号Ｓ２８およびＳ２９の論理積による信号Ｓ３０を制御回路２１に出力する。
【００６６】
一致検出回路２０は、各信号判定回路１８および１９によって判定された番号データが一致しているか否かを検出する。このために一致検出回路２０は、信号判定回路１８からのデータＤ１１〜Ｄ１４のそれぞれと、信号判定回路１９からのデータＤ１５〜Ｄ１８のそれぞれとの排他的論理和をとり、さらにすべての論理和の否定信号により、一致検出信号Ｓ３１を制御回路２１に出力する。
【００６７】
制御回路２１は、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７を監視し、この信号Ｓ２７の継続時間および断絶時間と、一致検出回路２０からの一致検出信号Ｓ３１とに基づいて、受信したＰＢ信号の有効期間を示す有効信号ＥＮを出力回路２２に出力する。
【００６８】
ここで、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７は、少数の周期での周波数検出による識別信号の検出によって生成されたものであるため、この信号Ｓ２７の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングはＰＢ信号の受信開始および断絶タイミングを比較的正確に示している。したがって、制御回路２１では、信号Ｓ２７の継続時間および断絶時間を測定することにより、ＰＢ信号の受信が有効か否かの判断、およびミニマムポーズの判断を行う。
【００６９】
図５に示すように、制御回路２１は、Ｔ１１のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力を受けると、この信号Ｓ２７の継続時間の計測を開始する。なお、信号Ｓ３１は、多数の周期にわたる周波数検出に基づく信号であるため、入力開始タイミングが信号Ｓ２７より遅くなる。
【００７０】
Ｔ１２のタイミングにおいて、信号Ｓ２７の継続時間があらかじめ設定された継続判定時間Ｔｏｎに達すると、このときの一致検出信号Ｓ３１を参照してＨレベルの場合に、有効信号ＥＮの出力を開始する。ここで、継続判定時間Ｔｏｎに達したときに一致検出信号Ｓ３１を参照することにより、周波数検出回路１４および１５による周波数検出に基づいて判定されたダイアル番号と、周波数検出回路１６および１７による周波数検出に基づいて判定されたダイアル番号が一致している場合にのみ、有効信号ＥＮが出力される。
【００７１】
上述したように、周波数検出回路１４および１５は少数の周期によって周波数検出を行い、雑音の許容量が大きくされていることから、周波数の検出精度が低く、ダイアル番号が誤って認識される可能性がある。これに対して、周波数検出回路１６および１７は、多数の周期にわたって周波数検出を行い、雑音の許容量が小さくなされているため、周波数検出精度が高い。したがって、一致検出信号Ｓ３１の受信時にのみ有効信号ＥＮを出力することによって、より正確な周波数検出が行われた場合にのみ、受信したＰＢ信号が有効と判断されて、少数の周期での周波数検出による検出誤りに伴う誤動作の発生が防止される。
【００７２】
次に、Ｔ１３のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力が断絶すると、制御回路２１はこの断絶時間の計測を開始する。この後、断絶時間があらかじめ設定された断絶判定時間Ｔｏｆｆに達する前のＴ１４のタイミングで、信号Ｓ２７が再び入力されると、制御回路２１はＴ１３からＴ１４までに発生した信号Ｓ２７の断絶はミニマムポーズでないと判断して、この間の有効信号ＥＮの出力を保持する。
【００７３】
次に、Ｔ１５のタイミングにおいて信号Ｓ２７の入力が再び断絶すると、制御回路２１は再び断絶時間の計測を開始し、断絶判定時間Ｔｏｆｆが経過したＴ１６においてこの断絶をミニマムポーズであると判定して、有効信号ＥＮの出力を中止する。
【００７４】
なお、信号判定回路１８からの信号Ｓ２７の出力が断絶すると、周波数検出回路１６および１７における周波数検出が中止されることから、信号判定回路１９からの信号Ｓ３０も同時に出力が断絶される。
【００７５】
出力回路２２は、信号判定回路１８からの各データＤ１１〜Ｄ１４と、制御回路２１からの有効信号ＥＮとの論理積によりデータＤ１〜Ｄ４を出力する。したがって、このとき検出されたダイアル番号が、有効信号ＥＮに応じた正確なＰＢ信号の受信開始および中止タイミングにより出力され、ダイアル番号が正しく認識される。
【００７６】
以上のように、ＰＢ信号受信装置１０では、少数の周期での周波数検出によって得られた信号Ｓ２７を用いて、入力されたＰＢ信号の有効判定を行うことで、ＰＢ信号の正確な受信タイミングを検出することができ、またこの際に、少数の周期での周波数検出と多数の周期にわたる周波数検出の双方による検出結果の一致判定を行うことで、周波数の検出精度が高められてダイアル番号の判定誤りが防止される。
【００７７】
したがって、電話端末のマイクによって拾われた周囲の音や回線中の洩話等による雑音が重畳されて、受信した信号の波形にジッタが生じた場合でも、周波数検出に与える影響を少なくすることができ、雑音に対する受信特性が向上する。またなおかつ、禁止周波数偏差を小さくすることができるため、例えば通信中の音声や音楽等に含まれる継続的な信号を誤ってＰＢ信号と認識する等の誤作動の発生率が抑制される。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＰＢ信号受信装置では、少数の周期で周波数検出を行う第１および第２の周波数検出手段によって抽出された識別信号の継続時間、および、第１および第２の周波数検出手段によって検出された周波数と、第３および第４の周波数検出手段によって多数の周期にわたって検出が行われた周波数との一致判定に基づいて、受信したＰＢ信号の有効判定が行われるため、ある程度の雑音が許容されながらも、識別信号に対する周波数の検出誤りおよび抽出開始時間の認識誤差の双方による誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＢ信号受信装置の原理図を示す。
【図２】本発明のＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す図である。
【図３】周波数検出回路の回路構成例を示す図である。
【図４】周波数検出回路の各部における出力信号を示す図であり、（Ａ）は任意の周波数の検出時の様子を示し、（Ｂ）は６９７Ｈｚの信号の検出時の様子を示す。
【図５】ＰＢ信号受信装置の各部における信号を示す図である。
【図６】従来の一般的なＰＢ信号受信装置の概略構成例を示す図である。
【図７】ＰＢ信号受信装置の各部における信号を時間経過とともに示すタイミングチャートである。
【図８】ＰＢ信号受信装置における周波数検出特性を示す図である。
【図９】周期の測定における雑音による周期変動を説明する図である。
【図１０】信号と雑音との振幅比と、ジッタとの関係を示すグラフである。
【図１１】周波数検出特性に対するジッタの影響を説明するための図である。
【図１２】入力信号の複数周期にわたる周波数の検出例を示す図であり、（Ａ）は入力信号を示し、（Ｂ）は第１の検出例による周波数判定状態を示し、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態を示し、（Ｄ）は第２の検出例による周波数判定状態を示し、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の検出状態を示す。
【図１３】入力信号の複数周期にわたる周波数検出を行う場合の、瞬断発生時の検出例を示す図であり、（Ａ）は入力信号を示し、（Ｂ）は第１の検出例における周波数判定状態を示し、（Ｃ）は第１の検出例による識別信号の出力状態を示し、（Ｄ）は第２の検出例における周波数判定状態を示し、（Ｅ）は第２の検出例による識別信号の出力状態を示す。
【符号の説明】
１ ＰＢ信号受信装置
２ 第１の周波数検出手段
３ 第２の周波数検出手段
４ 第３の周波数検出手段
５ 第４の周波数検出手段
６ 有効信号判定手段
７ ダイアル番号出力手段
Claims (6)
- プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するプッシュボタン信号受信装置において、
受信した前記プッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の識別信号のそれぞれに対して設けられ、１周期または複数周期にわたって入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第１および第２の周波数検出手段と、
受信した前記プッシュボタン信号に含まれる前記低群周波数および前記高群周波数の前記識別信号のそれぞれに対して設けられ、前記第１および第２の周波数検出手段による検出周期数より多い周期にわたって前記入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第３および第４の周波数検出手段と、
前記第１および第２の周波数検出手段によって抽出された前記識別信号の継続時間と、前記第１および第３の周波数検出手段によって検出された周波数、前記第２および第４の周波数検出手段によって検出された周波数のそれぞれに対する一致判定に基づいて、受信した前記プッシュボタン信号が有効か否かを判定する有効信号判定手段と、
前記有効信号判定手段によって前記プッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された前記低群周波数および前記高群周波数に基づいて前記ダイアル番号を出力するダイアル番号出力手段と、
を有し、
前記第１、第２、第３および第４の周波数検出手段は、入力された前記識別信号の信号レベルがしきい値を通過した回数が所定数に達するまでの時間が許容時間範囲内に含まれるか否かを判定することによって、前記識別信号の周波数を検出し、
前記第１および第２の周波数検出手段における前記識別信号の１周期当たりの前記許容時間範囲は、前記第３および第４の周波数検出手段と比較して広く設定される、
ことを特徴とするプッシュボタン信号受信装置。 - 前記有効信号判定手段は、前記第１および第２の周波数検出手段によって抽出された前記識別信号が一定時間継続し、かつ、前記第１および第３の周波数検出手段によって検出された周波数が一致し、前記第２および第４の周波数検出手段によって検出された周波数が一致している場合に、受信した前記プッシュボタン信号を有効と判定することを特徴とする請求項１記載のプッシュボタン信号受信装置。
- 前記有効信号判定手段は、前記第１および第２の周波数検出手段によって抽出された前記識別信号が一定時間断絶した場合に、前記プッシュボタン信号の有効長さの終了を判定することを特徴とする請求項１記載のプッシュボタン信号受信装置。
- 前記第１および第２の周波数検出手段によって前記識別信号が抽出された場合に、前記第３および第４の周波数検出手段における周波数検出が開始されることを特徴とする請求項１記載のプッシュボタン信号受信装置。
- 前記第１および第２の周波数検出手段によって抽出された前記識別信号が断絶した場合に、前記第３および第４の周波数検出手段による周波数検出が停止されることを特徴とする請求項１記載のプッシュボタン信号受信装置。
- プッシュボタン信号を受信してダイアル番号を判定するためのプッシュボタン信号検出方法において、
受信した前記プッシュボタン信号に含まれる低群周波数および高群周波数の識別信号のそれぞれに対して、１周期または複数周期にわたって入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第１の周波数検出処理を行うとともに、前記第１の周波数検出処理による検出周期数より多い周期にわたって前記入力信号の周波数を検出して前記識別信号を抽出する第２の周波数検出処理を行い、
前記第１の周波数検出処理によって抽出された前記識別信号が一定時間継続したとき、前記第１および第２の周波数検出処理によって検出された周波数が一致している場合に、受信した前記プッシュボタン信号が有効であると判定し、
受信した前記プッシュボタン信号が有効と判定された場合に、検出された前記低群周波数および前記高群周波数に基づいて前記ダイアル番号を出力する、
処理を含み、
前記第１および第２の周波数検出処理では、入力された前記識別信号の信号レベルがしきい値を通過した回数が所定数に達するまでの時間が許容時間範囲内に含まれるか否かを判定することによって、前記識別信号の周波数を検出し、
前記第１の周波数検出処理における前記識別信号の１周期当たりの前記許容時間範囲は、前記第２の周波数検出処理と比較して広く設定される、
ことを特徴とするプッシュボタン信号検出方法。
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