NO172828B - Transmisjonssystem for telefonkommunikasjon eller dataoverfoering, samt telefonsett - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et transmisjonssystem for telefonkommunikasjon, omfattende minst to telefonsett, hvert med en mikrofon og en mottaker og/eller høyttaler, en telefonledning som sammenkopler telefonsettene gjennom to ledere, for opprettelse av en strømsløyfe, en vekselstrømsgenerator og strøm-styrende bryterelementer som styrer strømmen som derved, under de positive halvcykler som frembringes av generatoren, ledes gjennom mikrofonkretsen i det første sett og mottaker- og/eller høyt-talerkretsen i det andre sett, og gjennom mottaker- og/eller høyttalerkretsen i det første sett og mikrofonkretsen i det andre sett under de negative halvcykler, hvorved stemmeoverføringen foregår ved sampling av mikrofonsignalene i de sammenkoplede telefonsett og overføring av de vekslende signalsampler overlagret på generatorsignalet, slik at mikrofonsignaler i det første sett overlagres på generatorsignalets positive halvcykler, mens mikrofonsignalet i det andre sett overlagres på generatorsignalets negative halvcykler.

Videre vedrører oppfinnelsen et datatransmisjonssystem som bare adskiller seg fra transmisjonssystemet for telefonkommunikasjon ved at telefonsettene erstattes av modemer med tilpassere for innkommende og utgående signaler. Oppfinnelsen vedrører også et telefonsett som er kompatibelt med de ovennevnte systemer.

Et hovedformål ved oppfinnelsen er å frembringe et transmisjonssystem for telefonkommunikasjon, basert på anvendelse av et nytt telefonkommunikasjonsformat som muliggjør forenkling av telefonsettet og omkoplingsutstyret samt en enklere tilpasser-forbindelse, enn hittil mulig, med digitale transmisjonssystemer.

For telefonsignaler benyttes for tiden både de tradisjo-nelle, analoge og de nyligereutviklede, digitale transmisjonsfor-mater som i begge tilfeller er i overensstemmelse med CCITT- og PR-forskriftene. Intercomsystemer innbefatter stemmesignaler av ovennevnte type, ofte supplert med kontrollsignaler av ulik art.

I et analogt nettverk drives telefonsettene gjennom de samme ledere som tjener for overføring av stemmeinformasjon. Stemmesignaloverføring foregår ved anvendelse av toveis strøm-signaler. Stemmesignalretningene adskilles ved enden av telefonsettet ved hjelp av et såkalt antisidetone-nettverk, og signal-styrkene reguleres av en automatisk styrkekontrollsløyfe. For å sammenkople et analogt telefonsett med en digital telefonsentral, kreves en omformer for hver linje ved sentralenden.

I et digitalt nettverk foregår kommunikasjonene ved bruk av et pulskodet signal som overføres gjennom en to- eller firetrådet ledning. Et kompatibelt telefonsett er utstyrt både med de nød-vendige, analoge og digitale signalomformere og med PCM-etilpasseren.

I begge tilfeller vil de digitale telefonkommunikasjoner alltid kreve analoge digitale omformere ved abonnentens telefonsett, sammen med en PCM-grenseflate enten i telefonsettet eller i sentralutstyret. Opprettelsen av en abonnentforbindelse, særlig i små systemer, blir derfor meget kostbar.

Intercomsystemer er ofte avhengig av en høyttalerfunksjon for opprettelse av en forbindelse, hvorved antisidetone-nett-verker som inngår i konvensjonell telefonteknologi, ofte blir in-effektiv, og dette nødvendiggjør bruk av et skiftende simplex-kommunikasjonssystem, eller separate linjer for inngående og utgående stemmesignaler.

En ulempe ved analoge telefoner er den høye kostnaden ved et antisidetone-nettverk av høy kvalitet, som krever et relativt komplisert kretssystem, eksempelvis i en høyttalertelefon, utenpå langt nær å gi den ønskede, ideelle virkemåte av en automatisk styrkeregulator under ulike forhold. Videre kreves kompliserte abonnent1injeomformere i tilknytning til digitale telefon-sentraler .

Digitale telefonsett krever likeledes anvendelse av kostbar og komplisert teknologi.

Intercomsystemer krever også flere linjepar, for opprettelse av en forbindelse. Et toveis-intercomsystem som er kjent fra et US-patentskrift, krever således minst fem ledere mellom settene, mens hybride transformatorer benyttes for overlagring av en vekselstrømspenning på forbindelsens strømsløyfe.

Oppfinnelsen har som formål å frembringe et transmisjonssystem for telefonkommunikasjon, basert på anvendelse av et nytt, enkelt telefonkommunikasjonsformat som gjør det mulig å opprette et praktisk talt ideelt antisidetone-nettverk i forening med styrkeregulering, i kombinasjon med en betydelig forenklet til-passerforbindelse til digitalteknologi, med derav følgende forenkling av et telefonsetts krettssystem både for grunnfunksjonen og for høyttalerfunksjonen, med en derav følgende, betraktelig reduksjon i prisen for et telefonsett.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved at de ovennevnte strømstyrende elementer er innkoplet mellom en strømsløyfe med bare to ledere, og en mikrofonkrets samt en mottaker- og/eller høyttalerkrets ved telefonsettene, for å forebygge toveis strøm-baner mellom mikrofonkretsen og mottaker- og/eller høyttaler-kretsen i et enkelt telefonsett, og bare tillate en ensrettet strømbane i strømsløyfen gjennom kretsene. Oppfinnelsen kan likeledes anvendes ved et dataoverføringssystem, dersom telefonsettene erstattes av modemer, som angitt i det etterfølgende krav 2.

De foretrukne utførelser ved systemet ifølge oppfinnelsen fremgår av krav 3-8.

Ifølge teorien for PCM-kommunikasjon vil en samplingsfrekvens tilsvarende minst to ganger den høyeste signalfrekvens-komponent gi informasjonsoverføring uten vesentlig forringelse av signalet. En foretrukket samplingsfrekvens ligger innenfor om-rådet 8-20 kHz. Foreløpige forsøk er gjennomført ved en sampl-ingsf rekvens av 8 kHz.

Videre kan det, ved anvendelse av et transmisjonssystem ifølge oppfinnelsen for telefonkommunikasjon, benyttes enklere konstruksjoner for spesialbruk, såsom intercom-systemer som er bestemt for anvendelse ved pleie av eldre personer utenfor insti-tusjon og som kan utstyres med enklere og mer funksjonssikre kretssystemer.

Et telefonsett ifølge oppfinnelsen, som er kompatibelt med hvert av de forannevte systemer, er kjennetegnet ved at telefonsettkontaktene som skal forbindes med en dobbelt telefonledning, er elektrisk sammenkoplet med en mikrofon og en mottaker og/eller høyttaler ved hjelp av strømomkoplingselementer som er slik innrettet at strømbanen gjennom mikrofonkretsen i ledningens strømsløyfe forløper ensrettet forbi mottaker- og/eller høyt-talerkretsen mens strømbanen gjennom mottaker og/eller høyttaler-kretsen forløper motsatt ensrettet forbi mikrofonkretsen.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et forenklet koplingsdiagram for et telefon-kommunikasjonssystem omfattende en telefonsentral-utstyrsseksjon, en ledning, og et telefonsett. Fig. 2 viser et funksjonelt kretsdiagram for et telefonsett . Fig. 3 viser et kretsdiagram for en spesiell utførelsesform av systemet i et intercom-sett. Fig. 4 viser et kretsdiagram for et dataoverføringssystem ifølge oppfinnelsen.

Den viste telefonsentralseksjon ifølge fig. 1 omfatter en likestrømskilde 1 som leverer strøm gjennom ledningen til telefonsettet gjennom en likeretterbro 8. Likestrømskilden er ikke uunnværlig, idet det i stedet kan tilføres strøm ved anvendelse av en vekselstrømsgenerator 2.

Den firkantbølge-frembringende vekselstrømsgenerator 2 har som hovedfunksjon å fremføre en såkalt samplingsfrekvens på ledningen som kontrollerer bryteren 3, 4, 6 og 7 både ved sentral-seksjonen og telefonsettet. Frekvensen som frembringes av generatoren 2, dvs. samplingsfrekvensen, kan være innstilt likt med frekvensen som benyttes i PCM-utstyr, eller 8 kHz. Generatoren 2 benyttes videre for sending av ringesignaler på en lavere frekvens .

Veksling mellom taleretningene oppnås ved omkopling mellom bryternes på- og av-stillinger, synkront med samplingsfrekvensen. I sentralutstyret vil generatoren 2 kontrollere bryterne 3 og 4, mens et båndpassfilter 5 i telefonsettet kontrollerer bryterne 5 og 6. Båndpassfilterets 5 midtfrekvens innstilles likt med samplingsfrekvensen. Hvis likestrømskilden 1 utelates, kan filteret 5 erstattes av enkle dioder.

For utgående taleretning fra sentralutstyret mot telefonsettet, vil den positive halvsyklus i samplingsfrekvensen bevirke innkopling, på linjen, av sentralutstyrets utgangssignal-forsterker og telefonsettets inngangssignal-forsterker, og derved muliggjøre overføring av signalsampling i strømsignalform.

Ved inngående taleretning fra telefonsettet mot sentralutstyret, vil samplingsfrekvensens negative halvcykler utnyttes på lignende måte, for overføring av talesignal-stikkprøvene.

Fig. 2 viser et kretsdiagram for et fullt funksjonsdyktig telefonsett, hvor båndpassfilteret er utelatt og erstattet av dioder 11. Videre omfatter telefonsettet følgende grunnkompo-nenter: en hakebryter 12, nummervelgerbrytere 13, en ringkrets 14 samt en konvensjonell mottaker 10 og en mikrofon 9. Styrkeregu-leringen gjennomføres på sentralutstyrssiden ved hjelp av en langsomt varierende konstantstrøm-regulator som er ufølsom for audiofrekvens-signalkomponenter.

Et transmisjonssystem ifølge oppfinnelsen for telefonkommunikasjon kan komme til anvendelse i tallrike tilfeller hvor det kreves taletelefon-funksjoner, uten summing, f.eks. intercom-anlegg for adgangskontroll, ved inngangsdører, kontorer, elevatorer og nødtelefoner i forbindelse med pleie utenfor insti-tusjon. Fig. 3 viser et forenklet kretsdiagram for en anordning som er egnet for anvendelse i slike tilfeller. Diodene 11 er innrettet for å fungere som strømkoplingselementer som under genera-torens 2 første halvsyklus frekvensstyrer strømmen gjennom mikrofonen i det første telefonsett og gjennom høyttaleren 10' i det andre telefonsett, mens strømmen, under de negative halvcykler, styres gjennom høyttaleren 10' i det første telefonsett og gjennom mikrofonen 9 i det andre telefonsett. Følgelig vil stemmeover-føringen i dette tilfelle foregå ved sampling av mikrofonsignalene som er overlagret på generatorsignalet slik at mikrofonsignalet i det første telefonsett er overlagret på generatorsignalets postive halvcykler, mens mikronsignalet i det andre telefonsett er overlagret på generatorsignalets negative halvcykler. Høyttalerne 10" er forsynt med forsterkere for øking av strømsignalstyrken.

Analogt kan oppfinnelsen anvendes for frembringelse av et meget enkelt modem for dataoverføring. Det er i fig. 4 vist to modems som står i forbindelse med hverandre gjennom en dobbeltledning. Hvert modem innbefatter en tilpasser lia for de innkommende datasignal og en tilpasser 11b for de utgående datasignal samt dioder 11 som styrer sløyfestrømmen som derved, i overensstemmelse med sin polaritet, enten gjennom tilpasseren for de innkommende signal eller gjennom tilpasseren for de utgående signal. Samplingsfrekvensen opprettes av vekselstrømsgeneratoren 2. Gjennom logikknivå-kompatible serietilpasserer 15 er de viste modemer forbundet med computerapparater. Det vil fremgå av det ovenstående, at dataoverføringen finner sted i sløyfen som dannes av dobbeltledningen, på en samtidig toveis rettet måte ved bruk av et liknende samplings- og strømomkoblingsprinsipp som <y>ist i tilknytning til beskrivelsen av telefonkommunikasjonssystemet.

Claims (9)

1. Transmisjonssystem for telefonkommunikasjon, omfattende minst to telefonsett, hvert med en mikrofon (9) og en mottaker og/eller høyttaler (10), en telefonledning som sammenkopler telefonsettene gjennom to ledere, for opprettelse av en strøms-løyfe, en vekselstrømsgenerator (2) og strømstyrende bryterelementer (3,4; 6,7 eller 11) som styrer strømmen som derved, under de positive halvcykler som frembringes av generatoren, ledes gjennom mikrofonkretsen (9) i det første sett og mottaker-og/eller høyttalerkretsen (10) i det andre sett, og gjennom mottaker- og/eller høyttalerkretsen (10) i det første sett og mikrofonkretsen (9) i det andre sett under de negative halvcykler, hvorved stemmeoverføringen foregår ved sampling av mikrofonsignalene i de sammenkoplede telefonsett og overføring av de vekslende signalsampler overlagret på generatorsignalet, slik at mikrofonsignaler i det første sett overlagres på generatorsignalets positive halvcykler, mens mikrofonsignalet i det andre sett overlagres på generatorsignalets negative halvcykler, karakterisert ved at de strømstyrende elementer er innkoplet mellom en strømsløyfe med bare to ledere, og en mikrofonkrets (9) samt en mottaker og/eller høyttalerkrets (10) ved telefonsettene, for å forebygge toveis strømbaner mellom mikrofonkretsen og mottaker og/eller høyttalerkretsen i et enkelt telefonsett, og bare tillate en ensrettet strømbane i strøm-sløyfen gjennnom kretsene.

2. Datatransmisjonssystem omfattende minst to modemer (lia, 11b) med tilpasserer (lia,11b) for inngående og utgående data-signaler samt en dobbeltledning for opprettelse av en strømsløyfe mellom nevnte modemer, en vekselstrømsgenerator (2) som er forbundet med strømsløyfen og strømomkoplingselementet (11,lia,11b) som muliggjør dataoverføring ved hjelp av stikkprøver som tas vekselvis fra datasignalene i de sammenkoplede modemer (lia,11b) og som overføres overlagret på generatorsignalet, slik at det utgående datasignal fra det første modem er overlagret på generatorsignalets positive halvcykler, og ved utgående datasignal i det andre modem er overlagret på generatorsignalets negative halvcykler, karakterisert ved at de strøm-styrende bryterelementer styrer strømmen slik at denne, under generatorsignalets positive halvcykler, ledes gjennom utgangssignals-tilpasseren (11b) i det første modem forbi inngangssignals-tilpasseren (lia) i nevnte modem og, under generatorsignalets negative halvcykler, ledes gjennom inngangssignals-tilpassere (lia) i det første modem og utgangssignals-tilpasseren (11b) i det andre modem og på samme måte forbi de nevnte modems utgangssignals- og inngangssignals-tilpassere (11b,lia).

3. System i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at vekselstrømsgeneratoren (2) hvis frekvens benyttes som samplingsfrekvens, er forbundet med en strømsløyfe som innbefatter strømomkoplingselementene (3,4;11) i det andre telefonsett eller modem.

4. System i samsvar med et av kravene 1-3, karak-terisert ved at vekselstrømskilden består av en fir-kantgenerator.

5. System i samsvar med et av kravene 1, 3 eller 4, hvori strømsløyfen som sammenkopler telefonsettene, forløper gjennom en telefonsentral, karakterisert ved at veksel-strømsgeneratoren og en del av strømomkoplingselementene er anordnet i sentralutstyret.

6. System i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at strømomkoplingselementene består av dioder (11).

7. System i samsvar med et av kravene 1-6, karakterisert ved at strømomkoplingselementene innbefatter et båndpassfilter (5).

8. System i samsvar med et av kravene 1-7, karakterisert ved at strømomkoplingselementene innbefatter brytere (3,4;6,7) som er anordnet separat i begge ender av begge strømsløyfeledere og slik innrettet at to brytere (hen-holdsvis 3 og 4 eller 6 og 7) tilhørende et enkelt telefonsett til enhver tid er synkronisert for å fungere parvis på slik måte, at mens et par (6;3) danner en omføringsbane for strømmen i telefonkretsen (10) vil det annet par (7;4) forbinde telefonkretsen (9) med bryterparet på strømsløyfen.

9. Telefonsett som er kompatibelt med ethvert av systemene i samsvar med krav 1 eller et av kravene 3-8, karakterisert ved at telefonsettkontaktene som skal forbindes med en dobbelt telefonledning, er elektrisk sammenkoplet med en mikrofon (9) og en mottaker og/eller høyttaler (10,10') ved hjelp av strømomkoplingselementer (11) som er slik innrettet at strøm-banen gjennom mikrofonkretsen (9) i ledningens strømsløyfe for-løper ensrettet forbi mottaker- og/eller høyttalerkretsen (10') mens strømbanen gjennom mottaker og/eller høyttalerkretsen (10') forløper motsatt ensrettet forbi mikrofonkretsen (9).