JPS5920225B2 - 多周波信号受信器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は通信交換網その他に、制御信号として３０使用
される音声周波による多周波信号の受信器に関する。

特に、エコーの発生する伝送路を介し到来する多周波信
号受信器の改良に関するものである。押しボタンダイヤ
ル信号等では、音声周波信号３５を組合わせて送出し、
制御信号とする方式が広く用いられている。

この方式は音声周波数を伝送する通信網の制御信号方式
として優れたものである。ＩＲ゜一この方式は近年衛星
通信等による長い伝送路が通信網の中に組入れられるよ
うになるとともに、伝送端末相互間でも多周波信号によ
る制御信号の送受を行う各種の方式が普及している。

長い伝送路では、二線四線の変換点等で発生するインピ
ーダンス不整合による反射は避けられず、いわゆるエコ
ーが生じる。

音声周波数による多周波信号がこのようなエコーのある
伝送路を介して伝送されると、信号の後縁の識別が不明
確になつて、誤動作の原因となる。特に、端末装置相互
間で多周波信号の送受を行う場合には、伝送路の規準に
合わせて−５ｄＢｍ〜−４８ｄＢｍもの広いレベル範囲
にわたつて、多周波信号を受信することが必要であり、
一方伝送路の性質からエコーと正規の信号とのレベル差
は１８ｄＢまで許容される。従つて受信器には、何らか
の誤動作防止の手段を施すことが必要になる。従来、こ
のための手段として多周波信号受信器に自動利得制御（
ＡＧＣ）を施すことが行われている。

すなわち、一旦信号が到来すると、受信器のＡＧＣが動
作して受信感度を下げ、正規の信号より微弱なレベルの
信号の受信を排除し、エコーによる影響を小さくするも
のである。しかし、ＡＧＣには最初の信号入力から動作
までの時間を定める時定数を適当に選ぶ必要があり、あ
らゆる信号入力に対して誤動作のない時定数を選ぶこと
は困難である。すなわち多周波信号の継続時間は広い範
囲で有効となるように定められ、また、エコーも距離に
より遅延時間が大きく相違する。さらに、回線にはパル
ス性の雑音が発生することがあり、これらの条件を全て
カバーする誤動作のないＡＧＣを得ることはできない。
本発明はこれを改良するもので、信号継続時間の広い範
囲にわたり、回線雑音がある場合にもエコー抑圧のでき
る多周波信号受信器を提供することを目的とする。

本発明は、受信入力信号のレベルをあらかじめ定めた複
数の段階的なレベルのいずれにあるかを比較識別し、こ
のレベルをメモリに一時記憶し、この記憶内容に基づい
て受信信号に損失を与え、有効な受信入力信号の後縁の
あとエコーが消滅するに十分な所定時間が経過するまで
この損失を与えた状態を継続させるように構成されたこ
とを特徴とする。

次に本発明の原理について実際的な数値例を用いて説明
する。

いま、到来する多周波信号が、一例として−５ｄＢｍの
レベルであつて、その信号には−２５ｄＢｍのエコーが
伴つているものとする。

端末用受信器では、多周波信号のレベルが−４８ｄＢｍ
まで受信可能となるように定められているので、この信
号はこのままでは正規の信号とエコーとの識別ができな
い。本発明の装置では、この−５ｄＢｍの信号を受信し
、これが多周波信号として有効であることが確認される
と、直ちに受信器の受信可能最低レベルを、正規の信号
レベルより低く、エコーのレベルより高い値、例えば−
１５ｄＢｍに切替える。これにより、多周波信号の後縁
をエコーに迷わされることなく正しく識別することがで
きる。後縁が検出されると、後縁からエコーの存在する
恐れのある時間だけこの状態を保持してから、はじめの
状態である−４８ｄＢｍまで受信可能な状態にりセツト
する。このように到来した多周波信号のレベルに応じて
、受信可能最低レベルを変更するものであるが、本発明
の装置ではこの受信可能最低レベルの変更を連続的に行
うのではなく、あらかじめいくつかのレベルを定めてお
き、そのいずれかを選択するように段階的に変更するこ
とに一つの特徴がある。

このレベルの段階数ｎはいくつにｔればよいかを考える
と、次のとおりになる。ただし、 ＶＯＦＦ：受信しない最高信号レベル ＶＯｎｍａｘ：受信する最高信号レベル ０ｍｉｎ：受信する最低信号レベル Ｓ／Ｅ：正規信号とエコー信号の相対レベル差Δ：切替
検出レベルのあいまい値である。

すなわちは受信器のダイナミックレンジであり、これに
Ｓ／Ｅを加えると、正規信号とエコーの両者に対する実
質的なダイナミツクレンジとなる。

さらに、切替検出レベルのあいまい値Δｖは隣接分と重
なるから、その％のみが実際に寄与するので、これが加
えられて（１）式の分子項となる。この正規信号とエコ
ーの両者に対するダイナミツクレンジ内で、正規信号を
受信しエコーを受信しないように設定するには−Ｓ／Ｅ
でこれを除算すればよいが、受信器の最低レベル付近に
はだけのあいまい値があり、さらに切替検出レベルのあ
いまい値Δがあり、この分だけ狭いレベル範囲に設定し
なければならないので、これが−Ｓ／Ｅに加算されて、
（１）式の分母項となる。

従つて（１）式は必要な段階数となる。実際的な値とし
て とすると、（１）式から が得られ、レベルの段階数ｎは４以上であれば、あらゆ
るレベルの受信信号に対して適正な受信利得を設定する
ことができる。

次に本発明の実施例装置について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明実施例装置の回路構成図でお石。

入力端子１Ｎは受信器入力で、この信号ぱバツフア増幅
器１を介して多周波信号の低群フイルタ２および高群フ
イルタ３の入力に導かれている。低群フイルタ２の出力
は、可変減衰回路４を経て、さらにリミツタ回路５を経
て、低群識別回路６に与えられている。高群フイルタ３
の出力は、リミツタ回路８およびレベル識別回路９に分
岐して与えられ、リミツタ回路８の出力は、高群識別回
路１０に与えられている。低群識別回路６および高群識
別回路１０は、それぞれ公知の回路であり、それぞれ４
個の周波数信号の有無を検出し、論理回路１２に送出す
るよう構成されている。レベル識別回路９は、前述の（
１）式に基づく計算から得られたように、到来する信号
のレベルを４段階以上に分別する回路である。

入力にはそれぞ伯，のレベルに鈴宋された比較回路Ｃ，
〜Ｃ，．が備えられ、各出力は４個のメモリＭ１〜Ｍ４
に蓄積されるように構成されている。このメモリＭ，〜
Ｍ４の状態に対応して、リレーＲ１〜Ｒ４が動作するよ
うに構成されている。一方、可変減衰回路４には４個の
抵抗減衰器Ｔ１〜Ｔ４が備えられ、上述のリレーＲ１〜
Ｒ４の接点Ｒ，〜Ｒ４により、順次カスケードに接続さ
れるように構成されている。

さらに、論理回路１２からは、各周波数の信号の検出出
力Ｌ１〜Ｌ４．Ｈｌ〜Ｈ４のほかに、２個の出力Ｃ，ｄ
が得られ、その一方ｄは前記メモリのりセツト用の信号
であり、モノマルチ１５およびオア回路１６を経て、メ
モリＭ１〜Ｍ４のりセツト端子に与えられている。

他の一方ｃは、受信された多周波信号が有効であること
を識別したときに送出される信号であつて、前記比較回
路Ｃ１〜Ｃ４に導かれている。比較回路Ｃ１のさらに詳
しい構成例を第２図に示す。

入力ａにはフイルタ３の出力が加えられ、差動演算増幅
器Ａ１の一方の入力に与えられる。この増幅器Ａ１の他
方の入力には、基準電圧Ｅ１が与えられていて、入力ａ
がこの基準電圧Ｅ１を越えるときに出力が生じる。これ
は多周波信号として有効であることを識別する信号ｃと
アンドがとられ、整流されて第二の差動演算増幅器Ａ２
の一方の入力に与えられる。この増幅器Ａ，の他方の〜
人力には、基準電圧Ｅ。が与えられていて、整流出力が
この基準電圧Ｅ。を越えるときに出力が送出される。ノ
基準電圧Ｅ１については、比較回路Ｃ１〜Ｃ４のそ
れぞれについて、異なる値となるように設定されている
。

これは前に述べたように入力信号のレベルを段階的に識
別するためのもので、各識別レベルの具体的数値例を第
１表に示す。基準電圧ＥＯは各比較回路Ｃ１〜Ｃ４につ
いて共通の値である。このような装置の動作を第３図に
示す波形図を用いて説明する。第３図ａ−ｆは第１図あ
るいは第２図にＸ印を付して示す対応する符号の点の波
形図である。いま、高いレベルである−５ｄＢｍの信号
が−２５ｄＢｍのエコーを伴つてこの受信器に到来した
ものとすると、フイルタ３の出力には第３図ａに示す信
号が現われる。

この信号は多周波信号として有効であることが識別され
ると信号ｃが送出され、レベル識別回路９の全ての比較
回路Ｃ１〜Ｃ４により検出されて、リレーＲ１〜Ｒ４の
全てが動作する。これにより、可変減衰回路４の接点ｒ
１〜Ｒ４の全てが開いて、回路Ｔ１〜Ｔ４の全てがカス
ケードに挿入されることになる。このときの可変減衰回
路４の減衰量は第１表から３５．８ｄＢである。このよ
うにして、第３図に示す時刻ｔ１では可変減衰回路４の
出力ｂに現われる信号は減衰され、時刻Ｔ３からＴ４ま
で持続するエコーは、受信可能限界レベル（−４８ｄＢ
ｍ）以下となつて、信号の後縁が時刻Ｔ３ではつきりと
識別される。論理回路１２から送出される信号ｄの後縁
によりモノマルチ１５が動作し、エコーの持続時間に十
分な時間を波形ｅのように作り出す。オア回路１６によ
りりセツト信号ｆを作り、この信号ｆの後縁でメモリＭ
１〜Ｍ４をりセツトする。これにより可変減衰回路４は
減衰量零の状態に戻る。この受信器の受信許容レベル範
囲は−５〜−４８ｄＢｍであり、この範囲の信号レベル
に対して、第１表に示すようにリレーが選択され、可変
減衰回路４の信号減衰量が設定される。

これにより、正規信号とのレベル差が１８ｄＢ以上ある
エコーは全て受信感度外になり、エコーによる影響を除
くことができる。第４図は本発明の第二の実施例回路構
成図である。

この例は第１図に示す前例と比べると、低群フイルタ２
の出力にレベル選択回路２０が接続されたこと、レベル
識別回路９のレベル識別出力がリレーに代えて、レベル
選択回路２０の中に設けられたゲート回路Ｇ１〜Ｇ４に
与えられるように構成されたところに特徴がある。他の
構成は第１図の例と同様である。レベル選択回路２０は
、入力を分岐して５個の設定レベルの異なるリミツタ回
路ＬＭｌ〜ＬＭ５に与えられるように構成され、この各
出力が上記ゲート回路Ｇ１〜Ｇ４により選択され、オア
回路Ｇ。

を介して、低群識別回路６に与えられるように構成され
ている。到来する多周波信号のレベル範囲と、これに対
して選択されるリミツタ回路との対応を第２表に示す。
第４図に示す実施例においても、その動作波形は第１図
に示す実施例と同様であり、第４図にＸ印を付して示す
ａ−ｆは、第３図ａ−ｆにそれぞれ対応する。

ただし、第３図に示す時刻ｔ１からは選択されるレベル
回路が限定されるので、時刻Ｔ３から持続するエコーは
レベル選択回路２０の出力には現われなくなるので、第
４図の例では第３図に示す波形ｂのみが同ｂ′のように
なる。この場合にも同様にエコーによる影響を除くこと
ができる。ここで、上記実施例では、信号のレベルを比
較識別するための回路を高群側にのみ挿入し、信号に損
失を与えるための回路を低群側のみに挿入した例を示し
た。

多周波信号受信器の論理回路は、高群側および低群側に
それぞれ所定の周波数の信号がそれぞれ１周波づつ同時
に存在するときに限り出力情報を有効とするように構成
されているので、信号レベルの比較識別を行う回路およ
び本発明の回路により信号に損失を与える回路は、高群
側または低群側のいずれか一方について設けることによ
り十分である。このように、いずれか一方に設けること
により必要なハードウエア量を小さくすることができる
。しかし、信号レベルの比較識別を行う回路および信号
に損失を与える回路は、高群側および低群側の双方に挿
入してもよく、まナ，吉軒わト▼と！〔既−？−ロ口１
）−イエ１−Ｚｌｌノ）−く、さらに、上記実施例とは
入替えて、高群側で信号に損失を与え、低群側でレベル
の比較識別を行うように構成してもよく、あるいは、高
群側または低群側のいずれか一方のみに、レベルの比較
識別および損失を与える回路をともに設ける構成として
もよい。これらによつても、同様に本発明を実施するこ
とができる。本発明の装置を従来から用いられているＡ
ＧＣによる装置と比べると、動作の時定数を任意に選べ
るところに特長がある。

ＡＧＣでは到来信号を検波した整流出力レベルにより、
増幅器利得を変化させるため、一定の整流出力に達する
までの時間が必要であり、動作が遅くなる。これに対し
、本発明の回路では到来した多周波信号のレベルがどの
範囲にあるかを識別すればよいので、検波のための整流
回路の時定数を小さく選ぶことができる。従つて信号の
継続時間が短い場合にも有効に動作させることができる
。また信号の後縁からエコーの存在する可能性のある時
間を経過した後に、直ちに初期の状態に復旧することが
できる。以上述べたように、本発明によれば信号継続時
間の長さにかかわらず正しくエコーを抑圧することがで
き、回線雑音あるいはエコーが消滅した後に直ちに正常
動作に復帰することのできる優れた特長がある。また、
本発明の装置は有効な多周波信号のみにレベル制御を行
うので、不要な回線雑音に対してレベノ帽ｕ御が行われ
ることがなく、正規の多周波信号の受信が妨害されるこ
とのない優れた多周波信号受信器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の回路構成図。 第２図は比較回路の構成例図。第３図は本発明実施例装
置の動作波形図。第４図は本発明の第二実施例装置の回
路構成図。１・・・・・・バツフア増幅器、２・・・・
・・低群フイルタ、３・・・・・・高群フイルタ、４・
・・・・・可変減衰回路、５・・・・・・リミツタ回路
、６・・・・・・低群識別回路、８・・・・・・リミツ
タ回路、９・・・・・・レベル識別回路、１０・・・・
・・高群識別回路、１２・・・・・・論理回路、１５・
・・・・・モノマルチ、１６・・・・・・オア回路、２
０・・・・・・レベル選択回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受信入力信号を低群周波数と高群周波数とに分別す
   るフィルタと、このフィルタの出力に得られる低群周波
   数および高群周波数のそれぞれについて所定の周波数の
   信号を識別する低群識別回路および高群識別回路と、こ
   の低群識別回路および高群識別回路の出力が多周波信号
   として有効であることを表示する信号を送出する論理回
   路と、を備えた多周波信号受信器において、 上記低群周波数および上記高群周波数の少なくとも一方
   について、受信入力信号のレベルがあらかじめ定められ
   た複数の段階的なレベル範囲の何れにあるかを比較識別
   する比較回路と、この比較回路の出力情報を記憶するメ
   モリと、上記多周波信号として有効であることを表示す
   る信号の後縁から所定時間の経過後に上記メモリをリセ
   ットする回路とを備え、 さらに、上記低群周波数および上記高群周波数の少なく
   とも一方について、上記メモリに記憶された比較回路の
   出力情報に対応して通過する信号に損失を与える回路手
   段を備えたことを特徴とする多周波信号受信器。