NL8301366A - Transmissieschakeling voor een dtmf-telefoontoestel. - Google Patents

Description

1 · rf PHN 10.658 ! N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Transmissieschakeling voor een DIMF-telefoontoestel"

De uitvinding, heeft betrekking op een transmissie-schakeling voor een telefoontoestel, voorzien van een toongenerator voor het opwekken van twee groepen van kiestonen waarbij de tonen van een eerste groep alle een lagere frequentie hebben dan de tonen 5 van de twsede groep, met een daarop vast aangesloten passief eerste orde laagdoorlatend toonfilter, welke transmissieschakeling is voorzien van een microfoonversterker voor versterking van het spraaksignaal en van een passief eerste orde laagdoorlatend spraakfilter ter beperking van de frequentieband van het spraaksignaal, en welke 10 transmissieschakeling verder is voorzien van een schakelaar voor het naar keuze aansluiten van de ingang van het spraakfilter op de uitgang van het toonfilter of van de microfoonversterker.

Een dergelijke transmissieschakeling is bekend uit het tijdschrift "Electronic Components and Applications" van februari 1982, 15 blz. 89 t/m 99.

Een systeem van nunmerkeuze waarbij het te kiezen nummer gerepresenteerd wordt door een signaal bestaande uit een toon uit de eerste groep en een toon uit de tweede groep staat bekend onder de naam DTMF-kiessysteem.

20 Teneinde te voldoen aan de CCITT- en CEPT-eisen met betrekking tot de demping van de hogere harmonischen die ontstaan bij opwekking van de tonen, dienen DTMF-transmissieschakelingen voorzien te zijn van een filter van tweede of hogere orde in serie met de toongenerator die de tenen opwekt. Het is gebruikelijk in békende 25 transmissieschakelingen hiervoor een tweede-orde actief Butterworth filter te kiezen, b.v. een Sallen & Key filter.

Voor het vereiste frequentieverloop van de filterdemping is het nodig dat de versterker van het actieve filter bij alle frequenties een lage uitgangsimpedantie houdt. Bij hoge frequenties 30 is dit slechts mogelijk net een relatief hoog stroomverbruik van de versterker, hetgeen in het bijzonder voor een versterker in een geïntegreerd circuit bezwaarlijk is. Bovendien is bij een geïntegreerde uitvoering van de transmissieschakeling een extra aansluitpen op het 8301366 PHN 10.658 2 geïntegreerde circuit nodig voor aansluiting van de externe passieve filtercoiuponenten qp deze versterker, hetgeen eveneens bezwaarlijk is.

De uit het genoemde tijdschrift "Electronic Components and Applications" bekende transmissieschakeling is niet voorzien van een 5 actief tweede-orde filter, waardoor deze schakeling de beide bovengenoemde nadelen niet vertoont. De filtering van de kiestonen gebeurt bij de in dit tijdschrift beschreven transmissieschakeling met behulp van een tweede-orde passief filter dat gevormd wordt door een uitsluitend bij nummerkeuze gebruikte serieschakeling van een eerste-orde passief 10 toonfilter en een eerste-orde passief spraakfilter dat voor filtering van het microfoonsignaal aangebracht is. Door deze wijze van filteren is geen apart tweede-orde toonfilter nodig naast het spraakfilter. In plaats van een tweede-orde toonfilter kan nu met het eerste-orde toonfilter worden volstaan hetgeen in het bijzonder bij het gebruik van 15 geïntegreerde circuits van voordeel is.

Bij samenstelling van het tweede-orde toonfilter uit de beide eerste-orde filters bestaat het probleem dat het spraakfilter een aanzienlijk hogere kantelfrequentie heeft dan de voor demping van hogere harmonischen gewenste kantelfrequentie van het tweede-orde 20 toonfilter. Om deze gewenste tweede-orde kantelfrequentie dan toch te verwezenlijken moet het eerste orde toonfilter een aanzienlijk lagere kantelfrequentie hebben dan de gewenste tweede-orde kantelfrequentie.

Door deze relatief lage kantelfrequentie van het eerste-orde toonfilter voldoen de kiestonen echter niet meer aan de OCHT- en CEPT-eisen 25 met betrekking tot hun niveau.

De uitvinding stelt zich ten doel een transmissieschakeling van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen waarbij het tweede-orde toonfilter is samengesteld uit het spraakfilter en het eerste orde toonfilter, welke transmissieschakeling DTMF-tonen voort-30 brengt die wel de aan hun niveau gestelde éisen vervullen.

Daartoe heeft de transmissieschakeling volgens de uitvinding het kenmerk dat voor het in hoofdzaak compenseren van het amplitudeverschil tussen de tonen van de beide groepen tengevolge van het frequentieverloop van de demping van de serieschakeling van 35 het spraakfilter-en het toonfilter, de toongenerator de tonen van de tweede groep met een grotere amplitude opwekt dan de tonen van de eerste groep.

De uitvinding zal aan de hand van de figuren nader worden 8301366 « i PHN 10.658 3 toegelicht waarbij overeenkomstige elementen in de verschillende figuren met dezelfde verwijzingscijfers worden aangeduid. Hierbij toont: fig. 1 een transmissieschakeling voor een telefoontoes-5 tel voor DIMF-toonkeuze; fig. 2 een grafisch verband tussen de filterdemping en de frequentie; en fig. 3 een uitvoeringsvorm van de transmissieschakeling voorzien van een extra referenties troombron.

10 Figuur 1 toont een schema van een transmissieschakeling voor een telefoontoestel, welke transmissieschakeling naar keuze een DIMF-toohkeuzesignaal voortbrengt of een spraaksignaal.

De transmissieschakeling bevat een toongenerator 1 die een signaal voortbrengt dat bestaat uit de son van twee kies tonen 15 met verschillende frequenties.

De eerste kiestoon heeft een frequentie die behoort tot een groep I van relatief lage frequenties, de tweede kiestoon heeft een frequentie die behoort tot een groep II van relatief hoge frequenties. De frequenties uit de groep I van relatief lage frequenties 4 20 zijn alle lager dan die uit de groep II van relatief hoge frequenties.

De toongenerator 1 bevat een digitale frequentiegenerator 2 die bestuurd wordt door een toetsenbord 3. Voor de cpbouw en werking van deze frequentiegenerator 2 wordt verwezen naar bovengenoemd tijdschrift en het Amerikaanse octrooischrift nr. 3.832.639. Bij het 25 indrukkën van een toets op toetsenbord 3 brengt frequentiegenerator 2 digitale signalen voort die tezamen de beide kiestonen representeren.

De digitale signalen die de laagste frequentie representeren worden voortgebracht via uitgangslijnen 4, de digitale signalen die de hoogste frequentie representeren via uitgangslijnen 5. De digitale 30 signalen worden door digitaal-analoog cmzetters 6 resp. 7 omgezet in analoge toonsignalen die daarna via een optelschakeling 8 aan uitgang 9 van toongenerator 1 worden toegevoerd.

Het door de toongenerator 1 opgewekte signaal moet worden gefilterd door een tweede-orde filter ten einde te voldoen aan 35 de CCITTT- en CEPT-eisen met betrekking tot de hogere harmonischen.

Met dit filter dient een verzwakking van ten minste 40 dB per decade te worden gerealiseerd Voor de hogere harmonischen van de beide kiestonen boven 4000 Hz.

8301366 ' t EHN 10.658 4

De vereiste tweede-orde filtering wordt bereikt door een serieschakeling van twee eerste-orde filters 10 en 12. Filter 10 is een eerste-orde laagdoorlatend toonf ilter waarvan de ingang vast is verbonden met de uitgang van optelschakeling 8. De uitgang van 5 filter 10 is aangesloten op een ingang van een schakelaar 11, waarvan de andere ingang is aangesloten qp de uitgang van een microfconverster-ker 13. De uitgang van schakelaar 11 is aangesloten qp de ingang van filter 12.

Filter 12 is een eerste-orde laagdoorlatend spraak-10 filter. Onder gesprekscmstandigheden is spraakfilter 12 via schakelaar 11 qp de uitgang van microfoonversterker 13 aangesloten voor het beperken van de bandbreedte van het spraaksignaal. De kantelfrequentie van dit filter ligt boven 3400 Hz en heeft bijvoorbeeld de hiervoor gebruikelijke waarde van 4000 Hz.

15 Tijdens het voortbrengen van kiéstonen wordt schakelaar 11 onder besturing van toetsenbord 3 in de in figuur 1 weergegeven stand gehouden. De beide filters 10 en 12 zijn hierdoor met elkaar in serie geschakeld en vormen aldus een tweede-orde filter waarmee de vereiste filtering van de kiestonen kan plaats vinden.

20 De gewenste kantelfrequentie van het tweede-orde filter hangt af van de gewenste verzwakking van de hogere harmonischen.

De door de beide filters 10 en 12 gevormde combinatie is voor frequenties boven 4000 Hz equivalent met een tweede-orde. Butterworth filter met een kantelfrequentie bij de hiervoor gebruikelijke 25 waarde van 2700 Hz.

Indien de kantelfrequenties van het filter 12 en van het uit de filters 10 en 12 gevormde samengestelde tweede-orde filter vastliggen ligt ook de kantelfrequentie van filter 10 vast.

Bij de bovengenoemde waarde van 4000 Hz voor de kantelfrequentie 30 van filter 12 blijkt de kantelfrequentie van filter 10 ongeveer 1800 Hz te moeten zijn om het tweede-orde filter een kantelfrequentie van 2700 Hz te geven.

Figuur 2 toont het verloop van de demping van de serieschakeling van de filters 10 en 12 in afhankelijkheid van de frequentie. 35 De rechte lijnen geven het verloop weer van de asymptoten van de filterkarakteristiek; de kromme lijn toont het werkelijke verloop van de filterdemping. Tevens zijn in fig. 2 de frequenties van de kiestonen van de eerste groep I en de tweede groep II van de DIEF- 8301366 t PHN 10.658 5 toonkeuze aangegeven.

Uit fig. 2 blijkt duidelijk de sterkere demping van de-'signalen van de tweede groep II ten opzichte van die van de eerste groep I. Tevens blijkt uit deze figuur de sterkere demping 5 van de twee hoge frequenties 11(2) uit de tweede groep ten opzichte van de twee lage frequenties 11(1) uit dezelfde groep. Deze dempings-verschillen zijn ongewenst omdat hierdoor de detectie van de kies-tonen aan de centrale zijde van de abonneelijn bemoeilijkt wordt.

De amplitudes van de beide groepen I, II van kies tonen 10 die door digitaal-analoog onzetters 6 resp. 7 warden voortgebracht worden bepaald door de waarde van een referentiestrocsn die door een referentiestroomfaron 6(1) resp. 7(1) van de betreffende digitaal-analoog omzetter voortgebracht wordt. Teneinde de door de filtering veroorzaakte derrpingsverschillen tussen de tonen van de beide groepen 15 I, II te compenseren is volgens de uitvinding stroombron 7(1) van digitaal-analoogomzetter 7 op een hogere referentiestroanwaarde ingesteld dan stroombron 6(1) van digitaal-analoogcmzetter 6. De amplitude van de kies tonen die voortgebracht wordt door digitaal-analoog omzetter 7 is daardoor groter dan de amplitude van de kies tonen 20 die door digitaal-analoog omzetter 6 worden voortgebracht.

Fig. 3 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de transmissieschakeling volgens de uitvinding. De schakeling volgens deze figuur is ontstaan uit de schakeling volgens fig. 1 door aan digitaal-analoog omzetter 7 een extra referentie-strocmfaran 7(2) 25 toe te voegen. Deze stroombron 14 staat onder besturing van frequentiegenerator 2. Indien frequentiegenerator 2 de digitale s ignaalccmbinaties voortbrengt die de tonen van de tweede subgroep II (2) representeren wordt stroombron 7 (2) ingeschakeld. Stroombron 14 is uitgeschakeld tijdens het voortbrengen van tonen uit de eerste 30 subgroep 11(1). De amplitude van de tonen uit de tweede subgroep 11(2) is door deze maatregel verhoogd ten opzichte van de amplitude van de eerste subgroep 11(1) f waardoor het verloop van de dempings-karakteristiek van de serieschakeling van de filters 10 en 12 nog verder gecompenseerd wordt.

35 In de praktijk wordt stroombron 7(1) op een zodanige referentiestroomwaarde ingesteld dat het niveau van de kiestonen in groep II ongeveer 0,9 dB hoger is dan dat van de kiestonen in groep I, terwijl stroombron 7 (2) een zodanige stroomwaarde heeft dat het 8301366 HUN 10.658 * 6 *Ί niveau van de kies tonen in Subgroep II (2) extra wordt verhoogd met ongeveer 0,7 dB.

5 10 15 20 25 30 35 8301366

Claims (4)

1. Transndssieschakeling voor een telefoontoestel, voor zien van een toongenerator voor het opwekken van twee groepen van kies tonen waarbij de tonen van een eerste groep alle een lagere frequentie hébben dan de tonen van de tweede groep, met een daarop 5 vast aangesloten passief eerste orde laagdoorlatend toonfilter, welke transmiss ieschakeling is voorzien van een microfoonversterker voor versterking van het spraaksignaal en van een passief eerste arde laagdoorlatend spraakfilter ter beperking van de frequentieband van het spraaksignaal, en welke transmissieschakeling verder is voorzien van 10 een schakelaar voor het naar keuze aansluiten van de ingang van het spraakfilter op de uitgang van het toonfilter of van de microfoonversterker, met het kenmerk, dat voor het in hoofdzaak compenseren van het amplitudeverschil tussen de tonen van de beide groepen tengevolge van het frequentieverloop van de demping van de serieschakeling van 15 het spraakfilter en het toonfilter, de toongenerator de tonen van de tweede groep met een grotere amplitude opwekt dan de tonen van de eerste groep.

2. Transmissieschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede groep van tonen in twee subgroepen is verdeeld 20 waarbij de tonen van een eerste subgroep alle een lagere frequentie hebben dan de tonen van de tweede subgroep, en dat voor het verder compenseren van het amplitudeverschil tussen de tonen van de beide groepen tengevolge van het frequentieverloop van de demping van de serieschakeling van het spraakfilter en het toonfilter, de toongenerator 25 de tonen van de tweede subgroep met een grotere amplitude opwekt dan de tonen van de eerste subgroep.

3. Transmissieschakeling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, - dat de toongenerator is voorzien van een de eerste groep van tenen 30 voortbrengende eerste digitaal-analooganzetter en van een de tweede groep van tonen voortbrengende tweede digitaal-analooganzetter, - dat elk der digitaal-analooganzetters is uitgevoerd met een referentie-stroombron die een vaste referentiestroom toevoert aan de betreffende digitaal-analoogomzetter, welke referenties troon de amplitude van de 35 door de betreffende digitaal-analooganzetter voortgehrachte tonen bepaalt - en dat de tonen van de tweede groep een grotere amplitude verkrijgen dan de tonen van de eerste groep doordat de referentiestroomhron van 8301365 * ψ ΕΗΝ 10.658 8 de tweede digitaal-analoogomzetter een grotere referentiestroom voortbrengt dan de andere referentiestroombron.

4. Transmissieschakeling volgens conclusie 2 en 3 met het kenmerk 5. dat de tweede digitaal-analoogomzetter is uitgevoerd met een extra refer entiestroombron voor het toevoeren van een extra vaste referentiestroom aan de tweede digitaal-analoogomzetter - en dat de tonen van de tweede subgroep een grotere amplitude verkrijgen dan de tonen van de eerste subgroep doordat de extra 10 referentiestroombron slechts ingeschakeld is tijdens het opwekken van de tonen van de tweede subgroep. 15 20 25 30 830 1366 35