KR850001141B1 - 디지탈 의사연속 톤 검출기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 의사연속 톤 검출기

제1도는 본 발명의 디지탈 의사연속 상관관계 톤 검출기의 일 실시예를 도시한 일반화된 개요도.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 의사연속 상관관계 톤 검출기의 상세한 개요도.

제4도는 본 발명에 대한 컴퓨터 프로그램의 전반적인 유통도.

제5도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 샘플 기억루빈의 프로그램 유통도.

제6도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 배경 검출기 루틴의 프로그램 유통도.

제7도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 상관관계 루틴의 프로그램 유통도.

제8도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 서브루틴의 프로그램 유통도.

제9도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 역방향 버스트루틴의 프로그램 유통도.

제10도는 본 발명의 컴퓨터 프로그램의 역방향 버스트 검사 루틴의 프로그램 유통도.

본 발명은 전자신호처리 기술에 관한 것이며, 특히톤 제어스퀄치 시스템에서 적합한 개선된 디지탈 톤 검출기에 관한 것이다.

현재 사용할 수 있는 무선통신 채널들의 광범위한 사용의 결과로서, 특히 인구밀도가 높은 대도시 지역에 있어서, 공통무선 채널상에서 동시에 작동하는 다수의 통신시스템들을 갖는 것이 보통이다. 일정한 형태의 톤 스퀄치 회로를 구비하지 않은 무선기를 이용하는 작동자들은 송화기로부터 수신범위내에 있는 동일 채널상의 모든 대화들을 들어야만 한다. 이는 동작자들을 피로하게 하며 귀찮게 만든다. 이러한 귀찮음을 제거하기 위한 이 문제의 일반적인 해결방법은 톤 스퀄치 방식을 사용하는 것이다. 연속적인 미청(subaudible)톤 제어 스퀄치 시스템(CTCSS)에 대한 표준은 1979년 3월에 공고된 전자산업 협회(EIA)의 표준 RS 220-A에 보고되었다.

기본적으로, 이러한 시스템들은 67.0과 250.3Hz사이에 있는 33개의 표준 EIA채널중의 하나에서 작동하는 톤 인코더를 특징 무선 시스템내의 각 무선 송화기에 설치하므로써 작동한다. 송화기가 키될때 작동자의 음성은 300-3000Hz범위에서 변조되며, 이때, 미청톤이 함께 변조된다.

시스템의 송화기내에 있는 톤 인코더와 동일한 톤 주파수로 동조된 주파수 선택장치(톤디코더)가 무선시스템내에 있는 수화기에 설치된다. 이 톤 디코더는 수화기를 스퀄치된 상태로 유지시킨다. 수신된 신호가 톤으로 변조되지 않거나, 디코더주파수가 아닌 톤으로 변조된다면, 수신기는 스퀄치된 상태로 있게 되며 작동자는 간섭을 듣지 못할 것이다. 톤 디코더의 주파수에 대응하는 톤을 갖는 신호가 수신된다면 수신기는 스퀄치되지 않으며 작동자는 메세지를 수신하게 된다.

무선중계기들의 제어, 다수의 자동차중 특정 자동차를 확인하는 것, 경보 및 제어신호 응용, 무선수신기 또는 송신기 주파수들을 스위칭하는 것, 통신회로들을 스위칭하는 것등과 같이 미청톤을 사용할 수 잇는 많은 응용이 가능하다.

현재 제조되는 다수의 톤 스퀄치 시스템들은 진동하는 기계적 공진리드(reeds)를 사용한다. 공진리드 시스템은 몇 개의 문제를 안고 있다. 즉 이러한 시스템을 다시 프로그램하기 위하여 공진리드는 또 다른 주파수의 리드로 대치되어야 한다. 서비스 조직에 상기와 같은 변화를 요하는 33개 형태의 인코딩 리드 및 디코딩 리드들을 거의 갖지 않을 때는 긴도입시간이 요구된다. 또한 진동하는 기계적 공진리드는 짧은 수명을 가지며, 매개체인 양방향 무선서비스에서 발생되는 진동상태의 영향을 받을 때는 오동작을 하게 된다.

최근까지 이들 저주파톤을 발생시켜 디코딩하기 위한 전자장치를 사용하는 데는 난점이 있었다. 톤 검출에 연관된 한가지 방법은 알려지지 않은 입력위상을 갖는 신호용 직각 상관관계 검출기에 의한 것이다. 이와 같은 종래기술의 전자적 접근은 검출기가 선정된 대역폭내에 있는 단일주파수에 대해서만 설계되어야 한다는 활용성이 부족한 단점이 있었으며, 이와같은 형태의 회로와 다른 회로를 함께 결합시키는데 난점이 발생되었다.

그러므로 쉽게 프로그램할 수 있으며 EIA표준을 만족시키는 전자론 검출기를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 무선 시스템내의 다른 회로들과 쉽게 결합되며, 이동 유니트내의 진동에 대한 감도 및 잡음과 함께 전송되는 상황에서의 잡음이 최소화 되는 시스템이 바람직하다. 디지탈의사(pseudo)연속 상관관계 톤 검출기인 본 발명에 의하여 상기 문제 및 다른 문제들이 해결된다. 검출될 톤의 주파수는 프로그램 가능하며 연속적인 미청톤 제어 스퀄치 시스템들에 대한 EIA표준들을 충분히 정확하게 만족시키도록 특정화될 수 있다. 관련된 내용은 Backof에 의해 출원된 1979년 7월 25일 출원되어 현재 심사중인 특허원 제 277,487호에 설명되어 있다.

본 발명의 목적은 미청의 연속적인 톤을 제어하는 스퀄치 시스템에 이용되는 디지탈의사 연속 상관관계톤을 검출하기 위한 검출기를 제공하는 것이다. 프로그램 가능한 디지탈 의사 연속 상관관계 톤 검출을 위한 검출기를 제공하는 것이다.

간단히 말해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수의 톤들 중 적어도 한 개의 필요한 톤을 검출하도록 입력신호를 처리하는 방법이 제공된다. 먼저, 입력 신호가 강한 리미팅에 의해 디지탈화 되어 입력신호의 샘플을 발생한다. 각 샘플은 필요한 톤 주파수를 갖는 기준파형의 위사 부영역에 할당된다. 각 위상부영역에 대한 샘플 값은 연속적인 시간간격에 걸쳐 가산된다. 결과적으로 각 시간간격 동안에는 각 위상부영역에 대한부합계가 존재하게 된다. 마지막 시간간격에서 위상부영역 합계들이 이용되어 적어도 한 개의 국부기준파형에 대한 상관관관계가 이루어지고 따라서 사용된 국부기준파형에 대한 전체 상관관계 값이 얻어진다. 각 국부 기준파형에 대한 전체 상관관계 값은 국부 기준파형에 대응위는 위상부영역의 진폭을 각 위상부영역의 부합계들의 마지막 몇 개의 시간간격들에 걸쳐 합한 값에 곱한값의 전체합이다. 전체 상관관계 값들은 각 시간간격 끝에서 처리되어 전체 상관관계 값들의 절대값의 합이 얻어진다. 상기와 같이 처리되어 얻어진 전체 상관관계 값들의 절대값은 각 시간간격의 끝에서 제1임계값과 비교되며, 제1임계값을 초과하는

본 발명의 다른 특정에 따라 제1임계값은 검출지시신호의 최초발생에 응답하여 제2임계값으로 변환된다. 또한, 제2임계값이 사용되어, 전체 상관관계값의 절대값의 합이 임의의 시간간격 끝에서 제2임계값이 하라면, 그후에 검출지시신호는 사사용되지 않으며 제1임계값이 다시 사용된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 인접한 톤 채널상의 필요하지 않는 톤들이 검출된다. 필요하지 않은 톤이 나타날때, 배경검출지시 신호가 발생된다. 배경검출 신호는 전체 상관관계 값의 절대치의 합이 제1임계값을 초과하기 전의 시간주기까지에 걸쳐서 필요치 않은 톤이 나타나는 가능성을 나타내는 금지신호를 발생시키는데 사용된다. 그후 검출지시신호는 금지신호에 응답하여 차단된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라 전체 상관관계 값들의 절대값들의 합계는 검출 지시 신호에 응답하여 각 간간격 끝에서 제3임계값과 비교된다. 전체 상관관계 값들의 절대값의 합계가 제3임계값을 초과한다면 역방향버스트 신호가 발생된다. 역방향 버스트 신호에 응답하여 상관관계에 사용된 시간간격의 첫번째 수는 감소되며, 필요한 톤 주파수는 선정된 양을 향해 다시 프로그램된다. 또한, 감소된 후의 시간간격이 상관관계에 이용되는 각 시간간격의 끝에서, 전체 상관관계 값들의 절대값의 합계는 제4임계값

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.

제1도는 연속적인 톤 제어 스위치 시스템용검출기로서 사용되는 본 발명의 양호한 일실시예의 기본적인 블럭을 도시한 블럭 다이아그램이다. 신호가 입력단자(20)에 인가되어 차례로 필터(22)에 접속된다. 필터(22)는 없어도 되나, 필터(22)를 사용하므로써 시스템의 성능이 최대로 향상된다.

필터(22)가 사용될때, 필터는 저 역통과 또는 대역통과 필터이다. 필터(22)로부터의 신호는 이 신호를 구형파로 변화시키도록 엄격히 제한하는 리미터(22)에 인가된다.

리미터(24)로 부터의 구형파는 제어논리(26)의 입력(25)에 인가된다. 제어논리(26)는 인가된 신호를 고정된 사율 f_S로 샘플시키며, 상기 샘플을 처리하여 선정된 원하는 주파수 f₀의 톤이 존재하는 가를 결정한다. 제어논리(26)에 사용되는 처리 파라메터들은 제어논리(26)에 접속된 프로그램 가능 이용메모리(30)에 저장된다. 또한, 샘플들을 처리하는데 있어서 제어논리(26)는 샘플 메트릭스메모리(28)에 샘플데이타를 저장시킨다.

톤의 존재여부를 결정하기 위해 데이타를 처리함에 있어, 먼저, 제어논리 입력(25)에 인가되는 제한된 신호가 고정된 비율 f_S로 샘플되어야 한다. 샘플링 속도는 검출된 가장높은 주파수톤이 적합하게 샘플링되도록 충분히 높아야 한다. 양호한 실시예에 있어서 검출된 가장높은 주파수톤은 대략 250Hz이며 샘플링 속도는 대략 1000Hz이다. 제어논리(26)가 구형파신호를 샘플할때 높은 값은 -1이, 낮은 값은 -1이 되도록 결정된다.(대신 +1,0를 사용할 수 있다.) 그러므로 , 입력신호는 강한 리미팅 및 샘플링으 함수로서 디지탈화 된다. 이러한 디지탈화는 A/D변환기에 의하여 수행될 수 있다.

그후 디지탈화된 샘플값들은 검출될 톤의 주파수와 같은 주파수 f₀를 갖는 국부 기준파형의 위상부영역(양호한 실시예에 있어서, 4개의 위상부영역이 있으므로 위상은 4분할되며 4개의 상한을 갖는다)에 할당된다.

이는 위상축적기에 의하여 수행되며, 위상은 각 샘플앞에서 프로그램 가능 이용 메모리(30)에 저장된 f₀/f_s와 같은 위상증가량씩 증가된다. 그 후에 위상 축적기는 4개의 위상에 대응하는 4개의 메모리 위치 M₁, M₂, M₃, M₄중의 하나를 주소지정하는데 사용된다. 그후 각 샘플값(+1이나 -1)이 상기 샘플등에 대하여 주소 지정된 메모리 위치의 양에 더해진다.

예를들어, 샘플비율 f_s=1000Hz이며, 국부 기준파형 주파수(또는 원하는 톤 주파수) f₀=125Hz라고 가정하면 위상증가는 0.125일 것이다. 결과적으로 위상축적기가 0에서 시작한다면, 처음 2개의 샘플값들은 메모리 위치 M₁에 더해지며, 다음 2개의 값들은 메모리 위치 M₂에, 다음의 2개의 값은 메모리 위치 M₃에 더해진다. 등등, 이들 저장된 샘플값들은 필요한 톤의 주파수를 갖는 최소한 한 개의 기준파형에 대한 상관관계를 형성하는데 사용될 것이다. 또한 임의의 수의 위상부 영역이 사용될 수 있으며, 본원에서는 8개의 부영역 시스템이 설계되었다는 점을 주지해야 한다. 또한 샘플값들을 +1 또는 -1로 제한했지만 2개 이상의 값이 사용될 수 있으며, 이는 4개 이상의 위상부영역이 사용되는 시스템에 이용된다. 상관관계 방식을 이용하여 필요한 톤을 검출하기 위하여 샘플이 시간주기에 걸쳐서 수집되어야 한다. 상관관계를 위해 사용되는 샘플이 수집되는 시간주기(관측윈도우)가 길면 길수록, 주어진 검출임계차에 대한 검출시스템의 허용대역폭이 좁아진다. 연속톤 제어스위치 시스템에 요구되는 대역폭

따라서, 연속 톤 제어스위치 시스템에 충분한 대역폭을 제공하여 잡음이 없도록 충분히 긴 관측시간 윈도우 길이 T(양호한 실시예에 있어서 대략 330milisecond)는 N개의 시간간격(시간서브윈도우로 언급)으로 분할되는 의사연속방법이 사용된다. 각서부 윈도우 끝에서 샘플데이의 마지막 T초에 기저를 둔 적어도 1개의 국부기준 파형에 대하여 상관관계가 이루어진다.

그러므로, 양호한 실시예에 있어서, 제어논리(26)는 각 시간 서브윈도우 동안의 위상 상한 부합계가 얻어지는 시간서브윈도우 동아네 39개의 샘플을 4상한 메모리 위치(M₁내지 M₄)에 가산한다. 39개의 샘플이 축적된 후, 제어논리(26)는 두 개의 직각 국부 기준파형에 대하여 마지막 9개의 서브윈도우 위상상한 부합계들을 이용하는 상관관계를 수행한다. 마지막 9개의 서브윈도우들로부터의 데이타는 샘플메트릭스 메모리(28)에 저장된다. sin상관관계(CS)값은 CS=|M₁+M₂-M₃-M₄|에 따라 결정되며, cos상관관계(CC)값은 CC=|M₁-M₂-M₃+M₄|에 따라 결정된다. 새로운 상관관계 값들은 각 서브윈도우들에 대한 위상 상한 부합계들을 이용한 후에 결정된다. 그후 결정된 새로운 상관관계 값들은 전체상관관계합을 얻도록 더해지며, 각 서브윈도우 끝에서 톤 검출을 결정하도록 91의 임계치와 비교된다. 톤이 일단 검출되면, 검출임계값은 48로 낮아지므로 검출임계이력현상이 발생된다.

표준 연속 톤 제어 스위치 시스템 방식에서는 일단톤이 검출되면 스위치 테일(tail)에 의한 방해를 받지 않도록, 무검출의 상태가 톤이 제거되는 시간보다 더 빨리 도달되어야 된다는 점이 요구된다. 이는 "역 버스트를 이용하여 톤 신호를 갑자기 180°이동시키므로써 수행된다. 일반적으로 사용되는 기계적인 진동 리드들의 특성에 의해 종래의 시스템내에서는 검출기를 동작시키지 않도록 하기위해, 리드공진주파수 내에서의 이동과 일치하는 240°이동이 실제로 사용된다. 상관관계 검출 시스템에 있어서, 상기 갑작스런 이동에 의해 검출기가 하강신호를 검출했어야 할때, 검출기는 상승신호를 검출하거나, 또는 이와 반대의 동작이 이루어진다.결과적으로 검출기가 나타내는 디지탈양이 어떤 값이던간에 떨어지기 시작할 것이다. 디지탈 양이 얼마나 빨리 임계값밑으로 떨어지는가 그리고 그에 따른 톤의 손실이 얼마나 빨리 발생되는가는 신호질에 의하여 결정되며, 또한 위상이 이동된 신호의 시작점에서의 상관관계 값이 임계치보다 얼마나 위에 있는가에 따라 결정된다. 그러므로, 상관관계 시스템내의 더 빠른 턴 오프동작을 수행하기 위해 상관

그러므로, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연속 톤 제어스위치 시스템에 필요한 기준을 충족시키는 역방향 버스트 턴 오프 시간을 얻기 위한 부동(floating)서브 매트릭스 제한이 제공된다. 톤이 검출된 후 제어논리(26)는 상관관계 합계와 역방향 버스트 제한임계값을 비교한다. 이 임계값은 제한이 시작되기 전에 강력한 상관관계가 설정되도록 초기검출임계치 이상으로 충분히 세트되어, 제한에 의해 상관관계가 초기검출레벨이하로 되는 것을 방지한다. 역방향 버스트 제한임계값을 초과될때, 샘플 매트릭스는 더작은 수의 서브윈도우(양호한 실시예에서는 7)로 제한되며, 따라서 상관관계 합계를 얻는데는 보다 더 작은 수의 서브윈도우들이 사용된다. 상관관계 합계가 제한 드롭아웃 임계값 밑으로 떨어질 때, 사용되는 서브윈도우들의 전체수는 정상으로 증가된다. 제거된 서브윈도우의 수는 전체 매트릭스에 연관된 서브 윈도우의 크기 및 필요한 턴 오프 시간을 얻는데 필요한 제한양에 좌우된다.

양호한 실시예에 있어서, 상관관계 합계가 시간 서브윈도우의 끝에서 역방향 버스트 제한 임계값 133을 초과할때, 제어논리(26)는 역방향 버스트 모드로 이동된다. 역방향 버스트 모드에서, 차순의 서브윈도우가 샘플 매트릭스용의 새로운 하부로 되도록 규정되며, 따르는 두 개의 서브윈도우는 샘플 매트릭스로부터 제거되며, 상기 새로운 하부값을 따르는 상기 2개의 서브윈도우에 대한 상관관계값들이 전체 상관관계 합계로부터 감산된다. 이들 2개의 서브윈도우는 상관관계 합계가 제한 드록 아웃 임계값 67밑

기계적인 리드 검출기들을 이용한 종래의 연속 톤 제어 스위치 시스템들에 있어서, 원하는 톤에 인접한 톤 채널상의 갑작스런 240°위상이동(약 3.5Hz내)은 원하는 톤을 순간적으로 잘못 검출할 수 있다. 이와같은 오검출은 기계적인 리드검출기와 출원인의 신규의 상호관계 검출기와 같은 정합여파 검출기에 기본이 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 이러한 역방향 오검출문제를 예상하여 수정하는 배경검출이 제공된다. 제2배경검출기가 원하는 톤의 주파수에 중심이 맞추어지기는 하지만, 인접한 톤 채널도 검출할 수 있는 대역폭 특성을 갖는다. 이 검출기는 기계적인 리드 검출기들을 포함하는 이용 가능한 임의의 형태의 것일 수 있지만 바람직하게는 상관관계 검출기이다. 배경검출기는 중심주파수톤 뿐만 아니라 근방에 있는 톤들로 찾아낼 것이다. 주검출기가 상관관계 합계가 검출임계 값이상이라는 것을 검출한다면 배경검출기는, 배경검출기가 주 검출기의 검출에 필요한 시간주기보다 긴 주기동안 톤을 감지했는가에 대해 체크된다. 배경검출기가 그와같은 주기동안 톤을 감지했다고 체크되면, 그것은 인접톤이 존재한다 것이며, 또한, 인접톤상에 오검출을 야기하는 역방향 버스트가 존재한다는 것이다. 결과적으로, 검출이 허용되지 않으며, 시스템은 다시 시작될 것이다. 배경검출기의 대역폭이 넓을수록 검출이 빨리 이루어지기 때문에, 만일 톤을 검출하는 주검출기에 요구되는 시간보다 적은 시간 동안 배경검출이 이루어졌다면 검출이 허용된다.

배경검출기는 톤 검출 결정이 몇 개의 서브윈도우에 기초를 둔다는 것을 제외하고는 주검출기와 동일한 샘플 및 기준위상상한 메모리위치 M₁, M₂, M₃, M₄를 사용하는 상관관계 검출기인 것이 바람직하다. 그러므로 양호한 실시예에 있어서, 배경검출기는 3개의 시간 서브윈도우의 샘플에 기초를 둔 상관관계 검출기이다. 세 개의 서브윈도우의끝에서, 배경검출기 메모리는 클리어되며, 검출결정이 저장되며, 배경검출기는 다음 세개의 시간 서브윈도우에 대한 샘플을 사용하

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 의사 연속 상관관계 톤 검출기의 상세한 블럭 다이아그램을 도시한다. 제2도에 도시한 바와같이 수신기의 변별기로부터의 신호가 입력단자(22)와 저역통과필터(20)에 인가된다. 필터(20)의 출력은, 리미터(25)의 입력단자(24)에 직접 인가되어, 리미터(25)에서는 단자(26)에서의 출력이 높거나 낮은 레벨만을 갖는 구형파로 변환되도록 상기 필터(20)의 출력을 제한한다. 리미터 출력단자(26)는 업/다운 카운터(30)의 매트릭스내의 각 업/다운 카운터의 업/다운(U/D)입력에 접속된다). 매트릭스(30)의 이들 카운터는 도시된 바와같이 M₁, M₂, M₃, M₄의 4개의 열로 배열된다. 각 열은 시스템에 사용된 시간서브윈도우의 수(양호한 실시예에서는 9개가 사용되나 3개만이 도시됨)와 동일한 다수의 카운터로 이루어져있다. 각각의 카운터는 ADR입력상에 각 카운터에 대한 유일한 주소가 존재하고, 샘플 펄스가 S입력상에 발생하는 상태에서, U/D입력상의 레벨이 "high"상태면 1씩 증가하고, "low"상태면 1씩 감소된다. 주소지정되지 않은 카운터 매트릭스(30)내의 모든 카운터는 변하지 않은 상태로 남는다.

카운터 매트릭스(30)의 업/다운 카운터용 주소신호는 제어회로(40)에 의해 발생된다. 제어회로(40)는 다수 비트로된 2진 가산기를 갖는 위상 축적기(32)와 출럭버스(33)상에 주소신호를 발생시키는데 사용되는 레지스터(상세히 도시되지 않음)를 포함한다.

샘플링 주파수 f_s와 같은 주파수를 갖는 샘플 클럭신호는 발진기(36)에 의하여 발생되어 위상축적기 C입력(34)에 인가된다. f₀/f_s와 동일한 위상증가치가 저장되어 있는 프로그램 가능이용 메모리 위치(37)에 접속되는 입력단자(35)가 제공되는데, 여기서 f₀는 원하는 톤의 주파수이다. 이와같은 값 f₀/f_s는 샘플링 클럭 펄스사이의 간격에서 국부 기준 파형에 발생하는 위상변화이다. 분수 f₀/f_s는 클럭(36)으로부터의 각 샘플링 펄스

샘플클럭(36)으로부터의 신호는 샘플 클럭신호의 각 주기동안 샘플 제어선(43)상에 샘플링 펄스를 발생시키는 샘플펄스기(42)에 인가된다. 샘플 제어선(43)상의 샘플 펄스 신호는 카운터 매트릭스(30)내에 있는 각 카운터의 샘플 입력(S)에 인가된다. 펄스가 발생될때 카운터 매트릭스(30)내의 주소지정된 카운터는 U/D입력상의 신호를 샘플시키며, 따라서 카운터는 증가되거나 감소될 것이다. 샘플 펄스신호는 도시된 바와 같이 지연회로(45)의 입력단자(44)에 인가된다. 지연회로(45)는 분주기(47)에 접속된 지연회로의 출력단자(46)에 지연된 펄스를 발생시킨다. 지연은 시스템내의 회로들의 정착시간(settling time)용으로 필요하다.

분주기(47)는 지연회로(45)로부터의 신호를 샘플수/서브윈도우로 분주하여 각 시간서브윈도우 끝에서 출력단자(48)상에 서브윈도우 펄스를 발생시킨다. 출력단자(48)는 서브윈도우 어드레스카운터(49)에 접속된다. 서브윈도우 어드레스카운터는 그 출력단자(52)에 인가되는 어드레스로 증가되어, 서브위도우 어드레스버스(53)를 통하여 어드레스버스(54)에 접속된다. 서브윈도우 어드레스는 업/다운 카운터 어드레스의 최상위비트를 포함하며, 위상 어드레스버스(41)로부터의 2개의 비트와 결합된다. 그러므로, 어

결과적으로, 매트릭스(30)의 주소지정은 각 행이 시간서브 윈도우에 대해 주소지정되도록 이루어진다. 이 시간동안, 각 업/다운 카운터는 입력신호를 샘플하여 샘플펄스가 나타날때 상기 샘플치를 정확한 위상상한 메모리위치(M₁, M₂, M₃, M₄)에 가산한다. 예를들어, 카운터(55,56,57,58)로 구성된 제1서브윈도우 열이 주소 지정된다고 가정하면, 위상축적기(32)로부터의 2개의 비트는, 위상축적기가 0에서 시작한다고 가정할 때, 카운터(55)를 제일먼저 어드레스시킬 것이다. 샘플펄스가 샘플제어선(43)상에 나타날때, 카운터(55)는 U/D입력신호의 레벨이 높은가 낮은가에 따라 증가되거나 감소된다. 그후에 위상축적기(32)는 f₀/f_s로 증가할 것이다. f₀/f_s의 값에 따라 결국 위상축적기는 2개의 최상위비트가 다음 카운터(56)에 주소지정을 할 수 있도록 충분히 증가될 것이다. 샘플제어선(43)상에 각 샘플펄스가 나타날 때까지 제1카운터(55)는 증가되거나 감소될 것이다. 제2카운터(56)가 주소지정될때 카운터(56)는 샘플제어선(43)으로부터 입력으로의 각 샘플펄스에 따라 신호를 샘플시킨다. 이러한 방법으로 각 카운터는 국부 기준파형의 해당 상한에 대한 입력샘플을 축적한다.

샘플이 취해질때, 각 카운터의 총합꼐는 SUM출력단자(업/다운 카운터55)의 SUM출력단자(57)참조)에 인가된다. 각 열에 있는 카운터의 총합이 한 세트의 SUM버스를 통하여 합산회로(70)(72)(74)(76)에 인가된다.

예를들어, 열 M₁에 대한 총합계는 SUM버스(61)(62)(63)(64)를 거쳐 합산회로(70)에 인가되는 데버스(63)는 도시되지 않은 모든 카운터에 대한 SUM버스를 나타낸다. 결과적으로 합산회로(70)는 M₁에 대한 전체 샘플의 합을, 합산회로(72)는 M₂에 대한 전체 샘플합을, 합산회로(76)는 M₄에 대한 전체 샘플의 합을 제공한다. 그후 이들 전체 샘플의 합계는 도시된 바와같이 2개의 가산회로들(78)(80)에 인가된다. 이들 샘플합계는 가산회로(78)에서 M₁및 M₂

상술할 것은 임계히스테리시스를 갖는 의사연속 디지탈 상호관계 톤 검출기에 대한 하드웨어 실시예이다. 그러나 마이크로 컴퓨터 시스템이 제어논리 기능을 수행하도록 프로그램되므로써 보다 저렴한 본 발명의 양호한 실시예가 구성될 수 있다.

제3도는 표준 마이크로 컴퓨터에 의하여 수행되는 제어논리와 메모리에 대한 본 발명의 양호한 실시예이다. 제10도에 도시된 마이크로 컴퓨터는 상업적으로 유용한 MOSTEK 3870마이크로 컴퓨터 칩이다. 처리된 신호는 임의적인 여파기(102)의 입력단자(100)에 인가된다. 여파기(102)로부터 여파된 신호는 리미터(106)의 입력단자(104)에 인가된다. 리미터(106)로부터의 제한된 출력신호는 마이크로 컴퓨터(110)의 I/O입력(108)에 인가된다. 수정클럭(112)은 클럭입력(114)(116)에 접속된다. 마이크로 컴퓨터(110)

제4도에의 블럭(122)에 도시된 바와같이 한개의 샘플이 입력된 후 프로그램은 제5도에 더욱 상세히 도시된 블럭(124)으로 진행되도록 제어된다. 제5도를 참조하면, 블럭(124)에서 루틴(124)이 시작된다. 이 위치에서 f₀/f_s와 동일한 위상증가가 위상축적기에 가산된다. 윗상증가가 가산된 후 위상축적기는 블럭124에서처럼, 2개의 최상위비트를 디코딩하여 4개의 위상상한 메모리위치 M₁, M₂, M₃, M₄중의 하나를 확인하는 포인터로서 이용한다. 위상축적기 포인터에 의하여 적당한 메모리위치가 확인되면, 블럭(124C)에서 지시된 바와같이 확인된 메모리 위치에 샘플이 가산되어, 각 위상상한에 대해 서브윈도우 부합계가 얻어진다. 이 위치에서 샘플 카운터 SMPCTR은 블럭(124)에 지시된 바와같이 감소되는데, 샘플카운터는 제4도에 도시된 시작루틴(120)에서 39로 세트되어 있다. 이 값이 0으로 감소되면, 충분한 샘플이 서브윈도우에 대해 취해졌다는 것을 나타내는 것이다. 서브윈도우의 끝에서 서브윈도우 부합게는 메모리 위치(M₁내지 M₄)의 각 위상상한에 축적되어 있을 것이다. 프로그램은 제4도의 결정블럭(126)으로 진행되는데, 여기에서, 샘플 카운터값이 0에 도달되었는가를 결정하도록 샘플카운터가 체크된다. 샘플카운터SMPCTR이 0이라면 서브윈도우의 끝에 도달된 것으로 프로그램은 제4도의 블럭(132)으로 지시된 배경 검출루틴으로 진행되도록 제어된다.

제4도의 배경 검출루틴(132)의 제6도에 보다 상세히 도시되었다. 이 루틴은 배경상관관계 값들이 계산되는 블럭132a에서 시작된다. 배경검출루틴에 있어서, BCOR 1및 BCOR 2로 표시된 2개의 상관관계 값들이 결정된다. BCOR 1은 세개의 연속적인 서브윈도우에 대하여 M₁서브윈도우부합계에서 M₃서브윈도우 부합계를 뺀것으로 된 상관관계 값이며, BCOR₂는 세개의 연속적인 서브윈도우에 대하여 M₂서브윈도우 부합계에서 M₄서브윈도우 부합계를 뺀것으로 된 상관관계 값이다. 맨 마지막의 서브윈도우에 대한 M₁-M₃와 M₂-M₄가 BCOR1과 BCOR2에 각각 더해진 후에, 배경카운터 BKGCTR은 블럭 132b에 도시된 바와같이 감소된다. 배경카운터 변수 BKGCTR이 제4도에(120)으로 도시된 시작루틴에서 3으로 세트된다. 일단 배경 카운터가 감소되기 시작하면, 프로그램은 결정블럭 132C로 진행하는데, 여기에서 배경카운터가 0인가를 결정하도록 배경 카운터가 체크된다. 배경카운터 BKGCTR이 0이라는 것은, 세개의 서브윈도우가 배경상관관계 값을 만들기 위해 사용되었다는 것을 지시하

HLONG가 이미 0이라면 프로그램은 제6도에 도시된 바와같이 블럭 132h로 진행된다. BCOR1의 절대값 또는 BCOR2의 절대값이 임계값보다 크거나 같다면 이것은 중심채널 또는 인접채널중의 어떤곳에서 톤 이 검출되었다는 것을 나타내며 프로그램은 결정블럭 132f로 진행된다. 이 위치에서, 변수 HLONG는 HLONG가 10보다 크거나 같은가를 결정하도록 검사된다. 만일 HLONG가 10보다 크거나 같다면 프로그램은 접속점 132K로 진행되며 또한 접속점 132K로부터 제4도의 블럭(136)으로 지시된 다읍 루틴으로 진행된다.

배경 검출루틴(132)후에 프로그램은 제4도의 (136)에서 지시된 바와같은 상관관계 합계값들을 결정하도록 진행된다. 제4도의 상관관계 루틴(136)은 제7도에 더욱 상세히 도시되었다. 이제 제7도를 참조하면 상관관계 합계루틴은 블럭 136a에서 시작되어 서브윈도우 상관관계값들 NEWCS와 NEWCC가 계산된다. NEWCS 마지막 서브윈도우까지에 대한 sin상관관계값으로, M₁+M₂-M₃-M₄이며, 변수 NEWCC는 마지막 서브윈도우에까지에 대한 cos상관관계값으로, M₁-M₂-M₃+M₄이다. 서브윈도우 상관관계가 계산된 후, 프로그램은 블럭(136b)으로 진행하며, 이 위치에서 다음의 서브윈도우 샘플 축적을 위한 준비로서 메모리 위치 M₁,M₂,M₃,M₄가 미리 클리어 된다. 그후에 프로그램은 TEMPCS와 TEMPCC가 계산되는 블럭 136C로 진행된다. TEMPCS는 sin상관관계 매트릭스 CS내에서 최근의 서브윈도우 상관관계값 NEWCS에서 가장 오래된 값을 뺀 값과 같다. 매트릭스내의 정확한 위치는 시작루틴내에 세트된 값을 갖는 매트릭스포인터 MTXPTR에 의하여 결정된다. 변수 TEMPCC의 값은 매트릭스 포인터 MTXPTR의 값에 의해 지시된 cos상관관계 매트릭스 CC내에서 최근의 서브윈도우 cos상관관계 값 NEWCC에서 가장 오래된 상관관계 값을 뺀것과 같다. 이와같은 계산이 이루어진후 프로그램은 도시된 바와같이 전체 sin 상관관계값과 전체 cos상관관계값이 결정되는 136d로 진행된다.

전체 sin상관관계값 TOTCS는 앞서 계산된 값 TEMPCS가 현재의 전체 sin상관관계값 TOTCS에 가산되므로써 결정된다. 전체 cos상관관계값 TOTCC는 현재의 전체 상관관계값 TOTCC에 앞서 계산된 값 TEMPCC를 더하므로써 주어진다. 전체상관관계값들이 136d에서 계산된 후 프로그램은 매트릭스 포인터 MTXPTR에 의하여 결정된 가장 최근의 블럭 136e로 진행하는데 여기에서 서브윈도우 위치에 대한 새로운 sin상관관계값 NEWCS가 sin상관관계 매트릭스 CS내의 이전값을 대치하도록 사용되며, 가장 최근의 서브윈도우에 대한 새로운 COS상관관계값 NEWCC가 cos상관관계 매트릭스 CC내의 오래된 cos 상관관계값을 대치하도록 사용된다. 이에 대한 의미는 전체상관관계값들 TOTCS와 TOTCC각각은 상관관계 매트릭스 CS 및 CC내에 있는 모든 상관관계 값들의 합과 같다는 것이다. 즉, 전체상관 관계값들 TOTCS와 TOTCC는 완전한 관측 윈도우를 형성하도록 사용된 모든 서브윈도우용 2개의 수직기준에 대한 전체상관관계 합계이다. 양호환 실시예에 있어서, 전체 서브윈도우의 수는 9이다. 그후에, 프로그램은 136f로 진행되며 이 위치에서 전체 sin상관관계값 TOTCS의 절대

상관관계합계 SUMCOR이 임계값보다 크지도 않고 같지 않다면 프로그램은 서브루틴 MOVPTR을 호출하는 블럭(150)으로 진행된다.

MOVPTR서브루틴은 제8도에 더욱 상세히 도시되었다. 제8도에 도시된 바와같이 MOVPTR서브루틴은 블럭 150a에서 시작되며 프로그램은 역방향 버스트 플래그 RBFLAG가 0인가를 결정하도록 RBFLAG가 검사되는 결정블럭 150b로 진행된다. 역방향 버스트 플래그가 0이라는 의미는 역방향 버스트 모드로 되지 않았으며, 상관관계 매트릭스가 제한되지 않았다는 것이다. 결과적으로, 프로그램은 도시된 바와같이 블럭 150b로부터 블럭 150d로 진행된다. 블럭 150d에서 임시변수 TEMPA는 1로 세트되어 단지 한개의 서브윈도우만의 진행을 야기시키며 프로그램은 블럭 150f로 진행한다. 이 위치에서 매트릭스포인터 MTXPTR은 MTXPTR이 RBOT의 값과 같은 가를 결정하도록 체크된다. RBOT값은 상관관계 매트릭스의 최하값이며 상수이다. 매트릭스 포인터가 최하값과 같다면 매트릭스포인터 값은 RTOP로 셋트된다. RTOP는 상관관계 매트릭스의 최상값이며 상수이다. 매트릭스포인터를 RTOP로 셋트시킨 후 프로그램은 TEMPA값이 감소되는 블럭 150i로 진행된다. 매트릭스 포인터가 RBOT와 같지 않다면, 이는 매트릭스 포인터가 매트릭스의 하부에 있지 않다는 것을 의미하기 때문에, 매트릭스 포인터 MTXPTR은 블럭 150h에 도시된 바와같이 증가된다. 그 후에 프로그램은 변수 TEMPA가 감소되는 블럭 150i로 진행되는데, 변수 TEMPA 1가 로셋트되었기 때문에 TEMPA를 감소시킨다는 것은 TEMPA값을 0으로 만들것이다. 그러므로, 프로그램이 TEMPA가 0인가의 여부에 결정되는 결정블럭 150j로 진행될 때 TEMPA의 값은 0으로 될 것이며, 프로그램이 귀환블럭 150K로 진행되어 프로그램은 프로그램의 원래 위치로 귀환된다. 이러한 절차의 전반적인 효과는, 변수 RBELAG가 0일때, 매트릭스 포인터 MTXPTR이 상관관계 매트릭스의 하부값을 지시하지 않는다면 매트릭스 포인터 MTXPTR이 증가되거나, 매트릭스 포인터 MTXPTR이 이미 하부값을 지시한다면 매트릭스 포인터 MTXPTR는 상관관계 매트릭스의 상부값으로 리셋트된다는 것이다. 그러므로, 이러한 순서에 따라, 매트릭스 포인터 MTXPTR은 매트릭스내의 다음 서브윈도우위치로 단순히 이동된다.

제8도의 블럭 150b에서, 역방향 버스트포인터 RBFLAG가 0이 아니라면, 이것은 시스템이 역방향 150C버스트 모드상테로 되어 매트릭스를 제한하도록 두 개의 서브윈도우가 스킵되는 것이 요구된다. 그러므로, 프로그램은 도시된바와 같은 결정블럭 150C로 진행된다. 이 위치에서 매트릭스포인터 MTXPTR이 변수 NBOT와 같은가의 여부가결정된다. NBOT는 제4도의 블럭 142로 도시된 역방향 버스트 루틴 동안 셋트되는 부동 서브매트릭스의 새로운 하부값이다. 매트릭스 포인터 MTXPTR이 새로운 하부값과 같다면, 임시

필요한 매트릭스 포인터 MTXPTR이 MOBPTR서브 루틴에 의하여 이동된 후 프로그램은 제4도에 도시된 바와같이 블럭(150)으로부터 결정블럭(140)으로 진행된다. 블럭(140)에서는 허용된 검출이 이미 발생했는가를 결정하기 위해 검출플래그 RCOPFG가 체크된다. 블럭 138에서 상관관계 합계가 검출임계값 밑에 있어야 하는 것은 미리 결정되어 있다. 그러므로, 검출이 우선 발생되어, 검출플래그 1로 세트하였다면, 검출플래그은 0으로 리세트되어야만 한다. 그러므로, 검출플래그가 1이라면, 프로그램은 걸출플래그 RCOPEG가 0로 세트되어 출력단자로 출력되는 블럭 141으로 진행한다. 그러나, 검출플래그가 1로 셋트되지 않았다면, 프로그램은 블럭 140으로부터 대기 루틴 129로 진행하여 블럭 122에서 샘플이 취해지기전에 샘플들 사이에 필요한 지연이 제공된다.

제4도의 블럭 138을 다시 참조하면, 상관관계합계 SUMCOR와 검출 임계값사이의 비교결과가, 상관관계 합계가 임계값보다 크거나 같다면, 프로그램은 제4도의 블럭 142에 도시된 바와같이 역방향 버스트 루틴으로 진행하게 된다는 것이다. 블럭 142에 도시된 역방향 버스트 루틴은 제9도에 더욱 상세히 도시되어 있다. 이제 제9도를 참조하면, 역방향 버스트 루틴을 결정블럭(142a)으로 진행하는데 역방향 위치에서 버스트 플래그 RBFLAG는 그 값이 1인가의 여부에 대해 체크된다. 만일 역방향 버스트 플래그 RBFLAG가 1이 아니라면, 이것은 프로그램이 역방향 버스트 모드내에 있지 않다는 것을 의미하며, 그후에 프로그램은 결정블럭 142b로 진행된다. 이 위치에서 상관관계 합계 SUMCOR이 역방향 버스트 제한임계값 RBTHRESH 1과 비교된다. 상관관계 합계가 역방향 버스트 제한임계값보다 크거나 같다면, 프로그램은 역방향 버스트 모드로 이동되며 그러므로 프로그램은 블럭 142C로 진행될 것이다. 이 위치에서 위상증가 PHINC는 1.2Hz의 위상이동에 대응하는 값으로 증가된다. 그러므로 위상증가는 1.2Hz/f_S(샘플주파수)씩 이루어진다. 그후에, 프로

그러나 변수 RBFLAG가 1이라면, 이것은 역방향 버스트 모드가 이미 시작되었음을 나타내며 프로그램은 결정블럭 142f로 진행된다. 결정블럭 142f에서 상관관계값 SUMCOR이 역방향 버스트드롭아웃임계값 RBTHESH 2보다 작거나 같은가의 여부가 결정된다. 상관관계 합계가 역방향 버스트 드롭아웃 임계값보다 작거나 같다면 시스템은 역방향 버스트 모드로 되어야 한다. 그러므로, 프로그램은 블럭 142g로 진행되여, 여기에서, 위상증가 PHINC는 역방향 버스트 주파수 이동을 제거시키도록 f₀/f_ss

만일 상관관계 합계가 역방향 버스트 히스테리시스 드롭아웃 RBTHESH 2보다 작거나 같지 않다면 프로그램은 도시된 바와같이 블럭 142j로 직접 진행되도록 제어된다. 이 위치에서 MOVPTR서브루틴이 호출되며 매트릭스 포인터 MTXPTR이 필요한 만큼 증가된다. 그 후에 프로그램은 제4도의 결정블럭 144로 진행하는 접속점 142K로 진행된다.

다시 제4도를 참조하면 역방향 버스트 루틴이 끝난 후 프로그램을 결정블럭 144로 진행되도록 제어된다. 이 위치에서 검출플래그 RCOPFG는 RCOPFG가 1인가의 여부를 결정하도록 체크된다. 검출플래그가 1이라면 허용된 검출이 이미 발생된 것이며, 프로그램은 제4도에 도시된 바와같이 샘플사이에 필요한 지연이 제공되는 대기루틴 129로 진행된다. 그러나 변수 RCOPFG가 1이 아니라면, 이것은 허용된 검출이 앞에서 플래그를 셋트시타지 않았다는 것을 의미하며 프로그램은 제4도에 도시된 결정블럭 146으로 진행

그러나 변수 HLONG가 7보다 크거나 같지 않다면, 이것은 블럭 138에서 결정된 검출이 사실상 필요한 톤의 검출이었다는 것을 의미하며 결과적으로 프로그램은 제4도의 블럭 148로 진행된다. 이 위치에서 임계변수 값은 히스테리시스 임계값 THRESH 2와 동일하게 셋트되며, 그값은 양호한 실시예에 있어서 48이다. 그러므로 임계값은 91에서 48로 감소된다. 또한 검출 플래그 RCOPFG는 1개의 검출을 나타내는 1로 셋트되며 이 검출 플래그는 출력단의 출력이다. 그 후에 프로그램은 블럭 122에서 다음 샘플이 취해지기 전에 필요한 지연이 제공되는 대기루틴 129로 진행된다.

제4도의 블럭 126을 다시 참조하면, 서브윈도우를 완성하도록 충분한 샘플들이 취해지지 않았다면 프로그램은 제4도에 도시된 바와같이 역방향 버스트 검사루틴 128로 진행된다. 이 역방향 버스트 검사루틴 128은 제10도에 더욱 상세히 도시되어 있다. 이제 제10도를 참조하면, 역방향 버스트 검사루틴 128이 결정블럭 128a에서 시작된다고 볼 수 있다. 블럭 128a에서는 변수 RBFIX가 1인가의 여부가 결정된다. 변수 RBFIX가 1이 아니라면 이것은 역방향 버스트 검사의 처리가 필요없다는 것을 의미한다. 그러므로 프로그램은 도시된 바와같이 접속점128K로 진행된다. 또한 프로그램은 이 위치로부터 제4도에 도시된 대기루틴 129로 진행된다.

그러나 RBFIX가 1이라면, 이것은 데이타의 역방향 버스트 처리가 필요하다는 것을 의미한다. 그러므로 프로그램은 제10도에 도시된 바와같이 블럭 128b로 진행된다. 블럭 128b에서는 임시변수 TEMPA가 2로 셋트되며, 임시변수 TEMPB가 0으로 셋트되고, 임시변수 TEMPC가 0으로 셋트된다. 또한 변수 RBFIX가 0으로 클리어된다. 이는 블럭 142에서 새로운 하부가 정해진 직후 새로운 하부 서브윈도우의 첫번째 샘플후에만 역방향 버스트검사루틴이 처리되기 때문에 필요하다. 그러므로 일단 루틴이 이 부분이 시작되었다면, 변수 RBFIX가 역방향 버스트루틴 142에 의하여 1로 리셋트될 때까지 상기 동작이 다시 시작되지 않도록 RBFIX는 0으로 셋트되어야 한다. 그 후에 프로그램은 블럭 128b로부터 결정블럭 128c로 진행된다. 이 결정블럭에서는 매트릭스 포인터 MTXPTR이 RBOT와 같은가의 여부를 결정하도록즉 매트릭스 포인터가 매트릭스의 최하값을 지시하는가를 알기 위하여 매트릭스 포인터 MTXPTR이 검사된다. 매트릭스 포인터가 매트릭스의 최하값에 있다면 매트릭스 포인터 MTXPTR은 블럭 128d에 도시된바와같이 매트릭스 TOPMTX의 상부값으로 셋트된다.

요약하면, 연속 톤 제어 스위치 시스템에 사용하는데 적당한 디지탈 의사연속 상관관계 검출이 설명되었으며 상기 스위치 시스템은 특히 마이크로 컴퓨터 시스템으로 실시하는 데 적합하다.

본 발명의 양호한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본원이 청구한 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 변화들 및 수정들이 가능하다.

Claims (1)

1. 다수의 톤 중에서 적어도 한개의 원하는 톤을 검출하도록 입력 신호를 처리하는 디지탈 의사연속 톤 검출기에 있어서, 입력 신호를 디지탈화하여 선정된 비율로 입력신호샘플을 발생시키는 수단과, 각 샘플을 필요한 톤의 주파수를 갖는 기준 파형의 위상부영역에 할당하는 수단과, 연속적인 시간간격동안 각 위상부 영역에 대해 샘플값들을 합산하여 각 시간간격동안의 상부합계를 얻기 위한 수단과, 각 시간 간격의 끝에서, 최소한 한개의 기준 파형에 대해 위상 부영역 부합계를 상관관계시켜 마지막 다수의 시간간격동안 각 국부 기준 파형에 대한 전체상관 관계값.

   즉, 마지막 다수의 시간간격에 걸친 각 위상 부 영역의 부합계에 국부 기준 파형의 대응 위상부 영역의 진폭을 곱한값의 전체합계를 얻는 수단과, 각 시간간격끝에서 전체 상관관계값들을 처리하여 전체 상관관계값들의 절대값들의 합계를 얻기 위한 수단과, 각 시간간격의 끝에서 전체 상관관계 값들의 절대값들의 합계와 제1임계값을 비교하여 상기 합계가 제1임계값을 초과하는 데 응답하여 검출지시 신호를 발생시키는 수단으로 이루어진 디지탈 의사 연속 톤 검출기.

Images