NO163550B

NO163550B - INDUCTIVALLY CONNECTED CONNECTOR MODEM CONNECTOR.

Info

Publication number: NO163550B
Application number: NO874567A
Authority: NO
Inventors: Tove Bryhni
Original assignee: Tove Bryhni
Priority date: 1987-11-03
Filing date: 1987-11-03
Publication date: 1990-03-05
Also published as: NO163550C; NO874567L; NO874567D0

Description

Oppfinnelsen angår en induktivt koplet tilslutningskontakt som muliggjør en fast og direkte kopling mellom et modem med akustisk grensesnitt og en telefon- eller radioforbindelse. The invention relates to an inductively coupled connection connector which enables a fixed and direct connection between a modem with an acoustic interface and a telephone or radio connection.

For enklere utstyr for data- eller meldingsoverføring er det vanlig å benytte et innebygget modem med akustisk grensesnitt for signaloverføring via radio eller telefon ved at modemet koples akustisk til telefonrør eller håndsett. Spesielt gjelder dette for små og portable meldings- og dataterminaler der den akustiske kopleren ofte er det eneste tilgjengelige grensesnitt mot kommunikasjons-kanalen. For slikt utstyr er det vanlig å benytte en innebygget elektrodynamisk lydgiver som ved mottaking også kan benyttes kombinert som mikrofon. For simpler equipment for data or message transmission, it is common to use a built-in modem with an acoustic interface for signal transmission via radio or telephone by connecting the modem acoustically to a telephone handset or handset. In particular, this applies to small and portable message and data terminals where the acoustic coupler is often the only available interface to the communication channel. For such equipment, it is common to use a built-in electrodynamic sound generator which, when receiving, can also be used combined as a microphone.

Lydnivå ved sending og mikrofonfølsomhet ved mottaking må være tilpasset for akustisk tilkopling til vanlige håndsett for telefon eller radio* Når slikt utstyr også brukes over offentlige telefonnett, må spesielle krav være oppfylt, særlig gjelder dette maksimalt lydnivå og dynamisk følsomhetsområde. Av plasshensyn eller andre praktiske grunner vil slikt utstyr sjelden være utstyrt med en ledningsmessig tilkoplingsmulighet til det innebygde modemet. Det akustiske grense-snittet vil derfor i praksis være den eneste normalt tilgjengelige tilkopling. Som følge av dette må også kommunikasjonsutstyret ha enten et håndsett eller en separat lydgiver og mikrofon for at slike terminaler skal kunne benyttes. Sound level when sending and microphone sensitivity when receiving must be adapted for acoustic connection to normal telephone or radio handsets* When such equipment is also used over public telephone networks, special requirements must be met, in particular this applies to maximum sound level and dynamic sensitivity range. For reasons of space or other practical reasons, such equipment will rarely be equipped with a wired connection option to the built-in modem. The acoustic interface will therefore in practice be the only normally available connection. As a result, the communication equipment must also have either a handset or a separate sound generator and microphone for such terminals to be used.

Selv om akustisk signaloverføring til og fra f.eks. et telefonrør kan by på praktiske fordeler, har tilkoplingsmetoden også endel uheldige sidevirkninger. En av de alvorligste svakheter er at støy og annen uønsket lyd fra omgivelsene samtidig kan bli oppfanget og dermed lett kan forstyrre signaloverføringen. Det oppstår også lett uønskede akustiske resonans- eller ekkovirkninger som kan redusere overførings-kvaliteten. Although acoustic signal transmission to and from e.g. a telephone handset can offer practical advantages, the connection method also has some unfortunate side effects. One of the most serious weaknesses is that noise and other unwanted sound from the surroundings can be picked up at the same time and can thus easily disrupt the signal transmission. Unwanted acoustic resonance or echo effects also easily occur which can reduce the transmission quality.

For terminaler med innebygget kombinert akustisk transduktor for mottak og sending oppstår det erfaringsmessig lett feil når kopleren vekselvis skal holdes mot mikrofon og telefonkapsel i telefonrøret. Muligheten for slike forvekslinger reduserer i noen grad anvendeligheten av slike terminaler. For terminals with a built-in combined acoustic transducer for reception and transmission, errors easily occur when the coupler is held alternately against the microphone and telephone capsule in the telephone receiver. The possibility of such confusion reduces to some extent the usefulness of such terminals.

For endel anvendelser kan det være vanskelig å forutsi når en inngående melding vil komme. Det vil da være upraktisk å holde modemet fast akustisk tilkoplet til telefonkapselen i telefonrøret over lengre tid. Spesielt gjelder dette bærbart radioutstyr for feltbruk. For some applications, it can be difficult to predict when an incoming message will arrive. It will then be impractical to keep the modem permanently acoustically connected to the telephone capsule in the telephone receiver for a long time. In particular, this applies to portable radio equipment for field use.

For å redusere støy fra omgivelsene, er det tidligere blitt benyttet egne akustiske koplingsorganer med spesielle gummikopper for lydtett og akustisk definert tilkopling til telefon- og mikrofonside på telefonrøret. I praksis har det vist seg at slike koplingsinnretninger ikke lett kan tilpasses alle typer telefonrør eller håndsett. Samtidig krever løsningen en viss minimum fysisk størrelse bestemt av dimensjonene på telefonrøret. Dette kan være uforenlig med kravene til vekt og størrelse for portabelt utstyr med innebygget akustisk modem. Samtidig blir selve telefonrøret beslaglagt slik at dette ikke samtidig kan benyttes på vanlig måte for tale eller for kontroll av meldingstrafikk. In order to reduce noise from the surroundings, separate acoustic coupling devices with special rubber cups have previously been used for soundproof and acoustically defined connection to the telephone and microphone side of the telephone handset. In practice, it has been shown that such coupling devices cannot be easily adapted to all types of telephone handsets or handsets. At the same time, the solution requires a certain minimum physical size determined by the dimensions of the telephone handset. This may be incompatible with the weight and size requirements for portable equipment with a built-in acoustic modem. At the same time, the telephone receiver itself is seized so that it cannot be used in the usual way for speech or for checking message traffic.

Anvendelsen av magnetisk kopling fra en telefon til en induktivt koplet opptaksspole er kjent i forbindelse med høreapparater for hørselssvekkede.Det fins også i markedet spesielle opptaksspoler for tilkopling fra telefon til båndopptaker eller forsterkerutstyr. The use of a magnetic connection from a telephone to an inductively coupled recording coil is known in connection with hearing aids for the hearing impaired. There are also special recording coils on the market for connection from a telephone to a tape recorder or amplifier equipment.

Fra teknikkens stand er det videre kjent forskjellige tilslutnings-anordninger for signaloverføring mellom et modem og et telefonnett. Ved hjelp av en vikling tilkoplet ledningsmessig til modemet via forsterker-kretser, er det sørget for tilstrekkelig induktiv signaloverføring mellom viklingen og telefonens elektrodynamiske høretelefon eller mikrofon, eventuelt direkte til telefonlinjen via linjetransformator eller egen spole innkoplet direkte til linjen. Various connection devices for signal transmission between a modem and a telephone network are also known from the state of the art. By means of a winding connected to the modem via amplifier circuits, sufficient inductive signal transmission is ensured between the winding and the telephone's electrodynamic earphone or microphone, possibly directly to the telephone line via a line transformer or a separate coil connected directly to the line.

Som eksempler på slike anvendelser vises det til US patentene nr. 4 415 769,3 764 746 og 3 624 282 samt UK patentkrav 2172773A. Ved samtlige av de ovennevnte er det benyttet aktive kretser for forsterkning og/eller regulering for å oppnå en tilstrekkelig og hensiktsmessig signaloverføring med sikte på å omgå praktiske vansker ved mer direkte tilkopling av modemet til transmisjonskanalen. Det fremgår også at ved alle disse anvendelsene ville også en direkte galvanisk tilkopling av modemet til linjen være mulig fordi modemet har et rent elektrisk grensesnitt tilgjengelig. As examples of such applications, reference is made to US patents no. 4 415 769, 3 764 746 and 3 624 282 as well as UK patent claim 2172773A. In all of the above, active circuits are used for amplification and/or regulation in order to achieve a sufficient and appropriate signal transmission with the aim of circumventing practical difficulties with more direct connection of the modem to the transmission channel. It also appears that in all these applications a direct galvanic connection of the modem to the line would also be possible because the modem has a purely electrical interface available.

Ved slike grensesnitt vil signalnivået for tilkopling til offentlige telefonnett i praksis være begrenset til å ligge under såkalt nullnivå, tilsvarende en signaleffekt på 1 mW. With such interfaces, the signal level for connection to public telephone networks will in practice be limited to below the so-called zero level, corresponding to a signal power of 1 mW.

Dette setter dermed også bestemte grenser for hvor stort signalnivå som kan overføres induktivt over et spredefelt fra en elektroakustisk transduktor der koplingen av naturlige årsaker ikke vil være optimal. Tidligere har det derfor vært nødvendig med ekstra signalforsterkning slik det fremgår av de refererte patentskrifter. This therefore also sets certain limits on how large a signal level can be transmitted inductively across a scattering field from an electroacoustic transducer where the coupling will not be optimal for natural reasons. In the past, additional signal amplification has therefore been necessary, as is evident from the referenced patents.

Ved den foreliggende oppfinnelse oppnås det en direkte og i prinsippet toveis kopling mellom en rent passiv tilslutningskontakt og et modem som kan være uten annen tilkoplingsmulighet enn den rent akustiske. Ved at det i tillegg til en induktivt koplet spole med ferromagnetisk kjerne, i følge oppfinnelsen også er benyttet en parallellkoplet kondensator slik at de sammen utgjør en resonanskrets avstemt for de signalfrekvensene som benyttes for overføringen, oppnås det i tillegg en tilsiktet hevning av overført signalnivå. Som følge av dette kan det i praksis etableres en så effektiv signaloverføring at tilslutningskontakten kan utføres som en helt passiv og enkel enhet, uten behov for egne kretser for signalforsterkning med nødvendig driftsspenningskilde etc. > With the present invention, a direct and in principle two-way connection is achieved between a purely passive connection contact and a modem which may have no connection option other than the purely acoustic one. By the fact that, in addition to an inductively coupled coil with a ferromagnetic core, according to the invention, a parallel-coupled capacitor is also used so that together they form a resonant circuit tuned for the signal frequencies used for the transmission, an intentional raising of the transmitted signal level is also achieved. As a result of this, such efficient signal transmission can be established in practice that the connection contact can be made as a completely passive and simple unit, without the need for separate circuits for signal amplification with the necessary operating voltage source etc. >

Tilslutningskontakten kan derved nivåmessig likestilles med et vanlig håndsett eller et telefonrør og kan koples parallelt med eller erstatte dette for såvel telefonapparater som vanlige radiosett. Et telefonrør eller tilsvarende kombinasjon av mikrofon og lydgiver er derfor i prinsippet ikke en nødvendig forutsetning for bruk av oppfinnelsen slik som ved noen av de refererte patentskrifter og anvendelser. The connection socket can thereby be equated in terms of level with a normal handset or a telephone handset and can be connected in parallel with or replace this for both telephone sets and normal radio sets. A telephone handset or equivalent combination of microphone and sound generator is therefore not, in principle, a necessary prerequisite for use of the invention as in some of the referenced patents and applications.

Et prinsippskjema for tilkoplingskontakten tilknyttet en kombinert akustisk transduktor, vanligvis innebygget i en meldings-terminal for inn- og utgående signaler, er vist på fig.l. Modemets akustiske kopler, bestående av en elektrodynamisk kombinert lydgiver A schematic diagram of the connection connector associated with a combined acoustic transducer, usually built into a message terminal for incoming and outgoing signals, is shown in fig.l. The modem's acoustic coupler, consisting of an electrodynamically combined sounder

og mikrofon, er her vist i forenklet sideriss sammen med tilkoplings- and microphone, is shown here in a simplified side view together with connection

) kontakten med induktivt koplet spole og parallellkoplet kondensator. ) the contact with inductively coupled coil and parallel-connected capacitor.

Ved sending fra terminalens akustiske lydgiver vil det oppstå et magnetisk spredefelt som følge av signalet over membranspolen (1). Dette vil indusere en spenning i spolen (2) med ferromagnetisk kjerne (3) When transmitting from the terminal's acoustic sounder, a magnetic scattering field will arise as a result of the signal over the diaphragm coil (1). This will induce a voltage in the coil (2) with ferromagnetic core (3)

i tilkoplingskontakten (4). Ved å la induktiviteten i spolen (2) være en del in the connection connector (4). By letting the inductance in the coil (2) be a part

> av et enkelt båndpassfilter som eksempelvis lettest kan realiseres ved parallellkopling av en kondensator (5), kan det ved avstemming tilpasset signalfrekvensene oppnås en spenningsøkning over parallellkoplingen av > of a simple bandpass filter, which can for example be most easily realized by parallel connection of a capacitor (5), by matching to the signal frequencies, a voltage increase can be achieved over the parallel connection of

spolen (2) og kondensatoren (5). Det induserte signalet kan derved få tilstrekkelig nivå til direkte å kunne utstyre radio- eller telefon-forbindelsen ved tilkopling til tilgjengelig mikrofoninngang uten at ytterligere forsterkning er nødvendig. the coil (2) and the capacitor (5). The induced signal can thereby gain a sufficient level to be able to directly equip the radio or telephone connection by connecting to an available microphone input without further amplification being necessary.

Samtidig vil det som følge av filtervirkningen bli en reduksjon av uønskede frekvenskomponenter i signalet fra modemet, bl.a. som følge av den forvrengning som forårsakes av små variasjoner i koplingsgraden mellom membranspolen (1) og spolen (2) på grunn av små bevegeler av membranspolen (1) når denne vibrerer. Filtervirkningen kan også være nyttig ved å redusere overføring av kompromitterende eller annen uønsket utstråling fra terminal eller modem i frekvensområdet utenfor passbåndet. At the same time, as a result of the filter effect, there will be a reduction of unwanted frequency components in the signal from the modem, i.a. as a result of the distortion caused by small variations in the degree of coupling between the diaphragm coil (1) and the coil (2) due to small movements of the diaphragm coil (1) when it vibrates. The filter effect can also be useful by reducing the transmission of compromising or other unwanted radiation from the terminal or modem in the frequency range outside the passband.

Ved at viklingen sammen med en kondensator er avstemt til resonans i frekvensbåndet for signalene, oppnås det i tillegg en gunstig filtervirkning som fremhever nyttesignalet og demper støy og uønskede signalkomponenter, bl.a. som følge av at membranspolen vibrerer i takt med signalet med amplitydeforvrengning som følge. By the fact that the winding together with a capacitor is tuned to resonance in the frequency band for the signals, a favorable filter effect is also achieved which emphasizes the useful signal and dampens noise and unwanted signal components, e.g. as a result of the diaphragm coil vibrating in time with the signal with amplitude distortion as a result.

Ved mottaking er spolen (2), eventuelt ved hjelp av en vender (6), koplet til radioens eller telefonens signalutgang. Det vil da på tilsvarande måte som beskrevet ovenfor ved sending, induseres en spenning i membranspolen (1) fordi denne nå står induktivt koplet til spolen (2) som nå tjener som primærspole. Signalnivået kan ved egnet konfigurasjon gjøres av samme størrelsesorden som den som oppstår når transduktoren benyttes som ren mikrofon for lydsvingninger fra lydgiveren i et håndsett eller telefonrør. When receiving, the coil (2), possibly with the help of a switch (6), is connected to the signal output of the radio or telephone. A voltage will then be induced in the membrane coil (1) in the same way as described above during transmission because this is now inductively coupled to the coil (2) which now serves as the primary coil. With a suitable configuration, the signal level can be of the same order of magnitude as that which occurs when the transducer is used as a pure microphone for sound oscillations from the sound generator in a handset or telephone receiver.

Tilkoplingskontakten kan derved både for inn- og utgående signaler gi tilnærmet samme signalnivåer som ved akustisk tilkopling, men uten de før nevnte uheldige sidevirkninger av bl.a. støy etc. Samtidig kreves ingen ekstra forsterkning slik at tilkoplingskontakten kan være rent passiv på samme måte som det telefonrør den kan erstatte eller brukes sammen med. The connection contact can thereby provide approximately the same signal levels for both incoming and outgoing signals as with an acoustic connection, but without the previously mentioned unfortunate side effects of e.g. noise etc. At the same time, no additional reinforcement is required so that the connection contact can be purely passive in the same way as the telephone handset it can replace or be used with.

For en typisk feltmessig radioforbindelse vil telefonrøret kunne benyttes på vanlig måte for tale, mens den induktive tilkoplingskontakten kan være tilkoplet parallelt og festet til terminalen. I hvilestilling av venderen (6) vil terminalen hele tiden være klar for mottak av meldinger. Et eget kontaktsett vil kunne benyttes for nøkling av senderen når meldinger skal sendes fra terminalen. For a typical field radio connection, the telephone handset can be used in the usual way for speech, while the inductive connection contact can be connected in parallel and attached to the terminal. In the rest position of the turner (6), the terminal will be ready to receive messages at all times. A separate set of contacts can be used for keying the transmitter when messages are to be sent from the terminal.

Kontakthuset for tilkoplingskontakten (4) er utformet slik at det på kjent måte kan skrues eller plugges fast i en definert posisjon foran membranspolen (1) i terminalens akustiske koplingsorgan. The contact housing for the connection contact (4) is designed so that it can be screwed or plugged in a defined position in front of the membrane coil (1) in the terminal's acoustic coupling device in a known manner.

Claims

1. Inductively coupled connection connector for signal transmission between a modem and a transmission channel, characterized in that the modem is an acoustically coupled modem, and that for outgoing signals an inductively coupled winding (2) with ferromagnetic core (3) is placed in the scattering field from the membrane coil ( 1) in front of the modem's electrodynamic sounder and for incoming signals in a similar way, a winding (2) is placed for inductive coupling to the modem's electrodynamic microphone at the same time that the windings (2) are included as inductance together with a capacitor (5) in a bandpass filter tuned for the signal frequencies as follows that the signal transmission can thereby take place inductively by achieving a direct and sufficient electromagnetic connection between the originally acoustically coupled modem and the transmission channel when the winding (2) placed in a contact housing (4) is electrically connected to the transmission channel.

2. Inductively coupled connection connector according to claim 1, characterized in that for message terminals with a built-in acoustically coupled modem that use a combined microphone and sounder, a winding (2) is arranged as a combined sending and receiving coil and which, if necessary, turns (6 ) built into the connection socket, can alternately be connected to the transmission channel's transmitter input or receiver output at the same time that a separate set of contacts in the reverser can be used for keying the transmitter.