NO871617L - Telefon og demodulator. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en telefon som kan utføre dataprosessering hvilket gir telefonen mulighet for å utføre funksjoner som strekker seg langt utover det som vanligvis anses knyttet til uttrykket telefon.

Informasjons- og telefonteknikken har vært under-lagt konstant teknisk utvikling i den siste dekade og dette har ført til utvikling av kraftige datamaskiner og databanker som er tilgjengelige for publikum som da kan få adgang til dem over telefonlinjer ved hjelp av mikro- eller minidatamaskiner som generelt krever en viss datakunnskap for betje-ning .

Til tross for de enorme teniske fremskritt som har skjedd i de senere år er det et faktum at telefonen som er oppfunnet av Graham Bell egentlig ikke har avansert utover dens hovedfunksjon for utførelse av normale telefonsamtaler til tross for et begrenset antall elektroniske ukompliserte forbedringer, såsom innebygget hukommelse, repeterte anrop og lignende. Følgelig har liten direkte benyttelse av til-synelatende enkle telefonsett forekommet for å utnytte for-deler av den universelle kommunikasjon som er mulig med de normalt tilgjengelige telefonlinjer, unntatt naturligvis for forbindelser mellom to punkter.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor

å tilveiebringe en telefon som i praksis er like enkel å be-tjene som et konvensjonelt telefonsett, som har utseende av et konvensjonelt telefonapparat og som ligger innenfor et publikumsvennlig prisområde, men som samtidig har datapro-sesseringskapabiliteter som gjør det mulig å utføre funksjoner som vanligvis ville kreve en mikro- eller minidatamaskin i tillegg til settet.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det derfor skaffet til veie en telefon som omfatter et telefon-rør og en apparatdel som telefonrøret plasseres på, og telefonen er kjennegnet ved at apparatdelen er utstyrt med et alfanumerisk tasatatur, et alfanumerisk visende vindu, en programmert dataprosesseringsenhet (CPU-enhet),

et leselager (ROM) og et arbeidslager (RAM) innbyrdes sammenkoblet og med CPU-enheten og en anrops-

krets innrettet for automatisk å slå et telefonnummer, styrt av CPU-enheten og en kommunikasjonsstyreenhet for modulering av data generert av CPU-enheten for overføring over telefonlinjen og for demodulering av signalet mottatt over samme linje for å tilveiebringe data som kan leses av CPU-enheten, idet denne er programmert slik at den kan utføre en operasjon over telefonlinjen i samsvar med data mottatt på denne og utledet fra tastaturet.

Telefonen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse vil heretter benevnes en datatelefon siden den er i stand til å utføre virkelige datamaskinfunksjoner i tillegg til telefonens hovedfunksjon å opprette telefonforbindelser.

En hovedfunksjon er at telefonen kan utføre en direkte "katalogforespørsel" fulgt av en automatisk eller halvautomatisk oppsetting av en forbindelse til en abonnent hvis telefonnummer er funnet som et resultat av forespørselen.

For å kunne danne seg et klarere bilde av en slik funksjon vil et enkelt eksempel anføres. En bruker ønsker da å kalle opp en viss FERNANDO RAMOS hvis adresse er Avenida Atlantica 123, Rio de Janeiro. Brukeren taster der-etter inn på telefonapparatets tastatur personens navn og adresse og dette kommer da frem på det alfanumerisk visende vindu som kan være et vindu som helt tilsvarer de som benyttes på lommeregnere eller minidatamaskiner. Etter å■ha kontrollert at disse data er korrekt innlest løfter brukeren telefonrøret og presser inn en knapp som starter et program som utfører forespørsler i en katalog. Så snart denne under-søkelse er utført anropes den aktuelle databank på mottaker-stedet, og dersom de innleste data er korrekte og tilstrek-kelige, vil datatelefonen motta et passende signal som demo-duleres og prosesseres av CPU-enheten slik at en egnet mel-ding fremkommer i vinduet, enten i form av det ønskede telefonnummer eller i form av en indikasjon at det korrekte nummer er funnet. Datatelefonen vil så enten automatisk slå nummeret eller slå det når brukeren trykker inn en bestemt knapp på tastaturet for å få satt forbindelsen. Hvis derimot de innleste data for den aktuelle abonnent er funnet å være utilstrekkelige ved at det for eksempel finnes to abonnenter med samme navn på den gitte adresse, vil vinduet fremkomme med en forespørsel etter ytterligere informasjon slik at brukeren kan inntaste abonnentens eventuelle mellomnavn eller nummeret for leiligheten i den aktuelle adresse, hvilket ville være det normale ved en innsirklende identifikasjons-granskning ved en databank.

Nok en anvendelse kunne være å sikre adgang til en databank som var programmert til å motta hva som vanligvis benevnes telefonkatalogens "gule sider", dvs. katalogens yrkesliste. Her ønsker brukeren kanskje å vite navnet på et skred-deri i et visst område. Brukeren kan da passe inn ordet "skredder" og områdets navn hvorved vinduet, etter at databanken er kontaktet, ville vise én eller én samtlige skred-

dere eller skredderier i det området sammen med de tilhørende navn og telefonnumre. En automatisk eller halvautomatisk forbindelse til den ønskede skredder kunne da utføres eksakt som indikert ovenfor.

Det er helt klart at et utall andre bruk kan tenkes, såsom aksess til andre databanker, direkte kommunikasjon mel-

lom to tilsvarende datatelefoner, overføring av telex eller telegrammer via offentlige telex- eller telegramtjenester osv., idet man hele tiden må ta i betraktning at telefonen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse ikke vil presen-

tere noe som helst mystisk eller komplisert overfor en vanlig person på grunn av dens generelle likhet med et vanlig telefonapparat, og likeledes på grunn av det faktum at tastatu-

rets utforming fortrinnsvis er likt med en skrivemaskins.

For å forstå oppfinnelsen bedre vil et utførelsesek-sempel beskrives i tilstrekkelig detalj for at en person som har en noenlunde god bakgrunn innenfor denne teknologi ikke bare vil forstå å verdsette de innbefattede konstruksjons-detaljer, men også vil få en forståelse av de spesielle kret-

ser som er nødvendige for å få oppfinnelsen til å virke i praksis. En slik utførelsesform vil kun bli beskrevet som et eksempel og med spesiell referanse til de ledsagende tegnin-

ger, hvor fig. 1 er et perspektivisk frontbilde av en datatelefon som er fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, fig. 2 viser et forenklet blokkdiagram av de vik-

tigste indre komponenter i telefonen, fig. 3 er et koblings-skjema for kraftforsyningen, fig. 4 er et koblingsskjerna for klokkekretsen, fig. 5 er et koblingsskjerna for styrekretsene eller dekoder/demultiplekskretsene, fig. 6, 7 og 8 er skjema-er som viser funksjonen for dekoderen vist på fig. 5, fig. 9

er et koblingsskjerna for tastaturet og styrekretsene i dette, fig. 10a - 10d er koblingsskjemaer som viser virkemåten til tastaturet og dets styrekretser i samsvar med fig. 9, fig.

11 viser den krets som gir alfanumerisk visning i vinduet,

fig. 12 viser koblingsskjemaet for programlageret og datalageret hvilke er vist som blokker på fig. 2, fig. 13 er et koblingsskjerna for modulator/anropskretsene på fig. 2, fig.

14 er et diagram som viser en trebits omvandling i modulatoren på fig. 13, fig. 16a og 16b viser respektive den bølgeform som tilveiebringes av modulatoren og den tilsvarende bølgeform som i virkeligheten overføres, fig. 17 viser et koblingsskjerna for demodulatoren, fig. 18 viser koblingen i en filterkrets i tilknytning til demodulatoren på fig. 17, fig. 19 viser talekretsene i henhold til fig. 2, fig. 20

viser klokkekretsene i henhold til fig. 2, fig. 21a viser en resettingskrets, fig. 21b viser tre ytterligere styrekretser, fig. 22 viser en tidsreferansegenerator for klokke-pulser, fig. 23 viser CPU-enheten i oppfinnelsens datatelefon, og fig. 24 viser skjematisk hvordan innlesningen og ut-lesningen foregår.

Med henvisning til disse tegninger fremgår av fig.

1 et særdeles viktig trekk ved datatelefonen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, dvs. likheten med et vanlig telefonapparat hvorved det er tilføyd bokstavknapper plassert som på en vanlig skrivemaskin såvel som et vindu med fremvisning via flytende krystaller. Dette trekk er viktig siden ut-seendet langt mer minner om en vanlig telefon enn en datamaskin, og dette påvirker den psykologiske motstand mot bruken som ellers gjerne forekommer selv i forbindelse med de aller enkleste datamaskiner. Instrumentet omfatter således et konvensjonelt telefonrør 1 og en apparatdel 2 hvis kasse eller kapsling kan være den samme som for en vanlig telefon.

Tastaturet 3 omfatter numeriske knapper 4 tilsvarende de som finnes på en normal telefon og som kan benyttes for konvensjonell inntasting av et telefonnummer, såvel som alfabetiske knapper 5 som er plassert som på en vanlig skrivemaskin. Samtlige knapper 4 og 5 kan benyttes for å lese inn til utskrift i vinduet 6. I tillegg til dette er det flere funksjonsknapper som, avhengig av den programvare som benyttes, kan være en notisknapp 7 for aksess til et internt brukerprogrammert lager som kan omfatte navn og telefonnumre, en tidsknapp 8 for fremvisning av samtaletid i vinduet 6, en volumkontroll for telefonapparatets klokke eller ringesignal (enkelt trykk) og betrakt-ningsvinkelinnstilling for vinduet (to gangers inntrykking) med en kombinert knapp, en databankknapp 10 for leting i en telefonkatalog og opprettelse av forbindelse til en aktuell databank på mottakersiden, en nødknapp 11 for automatisk inntasting av nødtjenester (politi etc.), en slette- (enkelt trykk) og kalkulator- (to gangers inntrykking) knapp 12, for-skyvningsknapper 13 - 16 for fremvisningen i vinduet, en spørreknapp 17 for forespørsel og indikering av hvilken type informasjon som brukeren skal taste inn, for for eksempel anvendelse før inntrykking av databankknappen 10, og en korrigeringsknapp 18 som muliggjør korrigering av det som fremvises i vinduet.

Med henvisning til fig. 2 bygger de interne komponenter i telefonen i samsvar med foreliggende oppfinnelse på en dataprosesseringsenhet eller CPU-enhet 19 tilknyttet et programlager 20, et datalager 21, tastaturet 3, en tastatur-styreenhet 22, vinduet 6, systemets klokke 23, styrekretser 24 forbundet med samtlige øvrige kretser, talekretser 25, modulator/inntastingskretser 26, demodulatorkretser 27, ringekretser 28 og systemets kraftforsyning 29.

CPU-enheten 19 er en gjengs tilgjengelig Z 80- A hvis hovedfunksjon er å styre samtlige kretser i telefonen. Denne spesielle integrerte krets er valgt på grunn av at den er tilstrekkelig generell, ikke spesielt kostbar, men likevel kraftig nok for å kunne utføre alle de ønskede funksjoner. Kretsen utnytter de øvrige kretser maksimalt og utfører mange av sine funksjoner ved programløsninger slik at ut-rustningskostnadene reduseres til et minimum.

Kraftforsyningen 29 omformer nettvekselspenningen 110 eller 220 V til den 5 volts likespenning som trengs for å drive samtlige av de øvrige kretser. Dette er nærmere vist på fig. 3 som skisserer hvordan en standard transfor-mator 30 såsom en som benyttes for lommekalkulatorer og lignende (dvs. en enhet som plugges inn i nettstikkontakten) tilveiebringer en 8 volts vekselspenning. Denne spenning føres til en likeretterbro hvis likespenningsutgang filtre-res av en kondensator Cl og stabiliseres i en integrert krets 32 hvis 5 volts likespenningsutgang benyttes som strøm-kilde til de forskjellige kretser i telefonen og også for-et

bindes til'alternativt nikkelkadmiumbatteri for 5 volts batteristrømforsyning. En andre kondensator C2 finnes også for å eliminere høyfrekvent støy.

Fra fig. 3 fremgår også at det over en linje 35

tas ut spenning fra likeretterbroen 31 til systemets klokke 23 som nå skal beskrives med referanse til fig. 4.

Den klokkekrets som er vist på fig. 4 omfatter et kvartskrystall 36 parallellkoblet med to seriekoblede portkretser 37 og 38 og en spenningsdeler som omfatter motstandene RI og R2 med felles forbindelse mellom de to portkretser 37 og 38. En tredje seriekoblet portkrets 39 gir klokke-utgang på en linje 40 som er tilkoblet både CPU-enheten 19 og vinduet 6. De tre portkretser 37, 38 og 39 er inver-terende og i praksis utgjør de en halvdel av en integrert krets av typen 74LS04.

Styrekretsene 24 vist som blokken på fig. 2, er vist i nærmere detalj på fig. 5 og disse kretsers virkemåte illustreres i diagrammene på fig. 6, 7 og 8. Styrekretsene inneholdes i den integrerte krets 74LS138 og omfatter en 3 til 8 volts dekoder/demultiplekser som tjener til koordine-ring av de oppgaver som skal utføres og som bestemmes av CPU-enheten 19. Denne integrerte krets gir informasjon til valgte kretser hva som måtte bestemmes av CPU-enheten 19. Med andre ord kan den kalles en adressedekoderkrets som indikerer den adresse som skal benyttes for den funksjon eller oppgave som bestemmes av CPU-enheten 19.

Dekoderkretsene 24 deler opp lagerområdet som

vist på fig. 6 og siden de benytter adresse-bussene som A12, A13 og A14 kartlegges lageret vist på fig. 7 eller, fysisk sett som vist på fig. 8.

De ulike kretser som adresseres av CPU-enheten 19 behandles av dekoderkretsene 24 som lagerposisjoner for å forenkle den tilhørende datautrustning. Dette betyr et tap på 28 kB lagerposisjoner (tilnærmet 44 %), men siden utsty-ret ikke krever et stort lagervolum vil de resterende 36 kB være mer enn tilstrekkelig.

Standardmodellen av datatelefonen som er beskrevet nå, har en basisutførelse med et leselager med kapasitet på 4 kB og et arbeidslager (RAM) med en kapasitet på 2 kB, men to utvidelsesmuligheter foreligger som små tilleggsenheter som kan plugges inn i apparatdelen 2, idet den første enhet inneholder en ekstra kapasitet på 4 kB leselager og 16 kB arbeidslager mens den andre inneholder 4 kB leselager og 8 kB arbeidslager.

En slik endelig konfigurasjon vil ha et ledig område mellom 1800H og 1FFFH i tillegg til de tidligere omtalte styrekretsområder. Med de tilleggsutvidelser som kan til-føyes vil det da være tilgjengelig

12 kB leselager

24 kB arbeidslager.

Styrekretsen eller dekoderkretsene 24 vil ikke berøre tilleggsutvidelsene siden disse vil ha sin egen de-koder og fåes adgang til som perifere enheter og ikke som lagerposisjoner (MR = 1).

Man skal også merke seg at tabellen på fig. 6 viser komplementære utganger (negativ logikk), dvs. at den krets som har nullnivåutgang fra dekoderen er innkoblet. Dette er normalt i mikroprosessorkretsene. Det er intet problem å indikere for styrekretsene om en lese- eller innlesnings-operasjon er involvert siden samtlige kretser er unidirek-sjonale (enten kun innlesning eller kun utlesning). Nærmere bestemt refererer programmene seg til slike kretser som ikke variable lagerposisjoner hvorved kretsenes karakteristika ikke endres, dvs. programmet vil alltid se på tastaturet 4 som en krets som sender data til CPU-enheten 19 og ikke omvendt. Unntak er arbeidslageret 21 og vinduet 6 hvor leseinngangen (RD) og utlesningsutgangen (WR) på CPU-enheten 19 selekterer og skiller mellom leseoperasjonene (RD = 0,

WR = 1) og utlesningsoperasjonene (RD = 1, WR = 0). Disse operasjoner vil forstås bedre senere når hovedvirkemåten for kretsene skal beskrives.

Tastaturet 3 og tastaturstyreenheten 22 på fig. 2 skal nå beskrives med henvisning til fig. 9 og 10a - 10d.

I den rimeligste utgave vil tastaturstyringen foregå ved avsøking av spaltene Aq - An ved å benytte adressebussen i CPU-enheten 19 og behandle avsøkingen av tastaturet som spe-sifikke adresseposisjoner. Rekkene leses over databussen ved hjelp av en buffer med tre nivåer og i form av en integrert krets 22 (74 LS 367).

Nok en gang er programmet av primær betydning og en gitt spalte blir klarert med et positivt spenningsnivå

(logisk 1) via adressebussen. Spaltene som ikke har interes-se får lavt nivå (logisk 0). Hvis en tast eller knapp i den bestemte spalte ikke er inntrykket vil samtlige innganger til den integrerte krets 22 være lave. Selv om en tast i en annen ikke-klarert spalte er trykket inn vil utgangene til denne krets 22 være lave siden spalten for den tasten ligger på logisk null.

Det vil kun være én logisk 1 på inngangen til den integrerte krets 22 hvor det er en inntrykket tast i en klarert spalte, og når dette finner sted vil rekkens nummer opptre via den tilsvarende inngang til bufferen til den integrerte krets 22.

Dette vil bedre forstås ut fra fig. 10a - 10d.

På fig. 10a er spalte 0 klarert og ingen tast er trykket inn, hvorved det foreligger en utgang på 00D. På fig. 10b med spalte 0 fortsatt uklarert trykkes nå en tast inn i denne spalte slik at det kommer en utgang i rekke 0 (nederste rekke). Endelig viser fig. 10d en tilsvarende situasjon bortsett fra at en tast nå er trykket inn i rekke 1 av spalte 0 og dette gir en utgang i rekke 1 (øvre rekke).

Tastaturavsøkingsprogrammet benytter følgelig de prinsipper som er antydet på fig. 10a - 10d og aksess til tastaturet 6 utføres som om lagerposisjoner ble gitt adgang til. Adresseberegningen følger følgende formel: E = 2000 H + 2°

hvor E er spalteadressen og c er den ønskede spalte.

Hvis f.eks. spalte 3 ønskes kontrollert, blir adressen: E = 2000 H + 2<3>

E = 2008 H

Konstanten 2000 H er tastaturets adresse (se fig. 7)..En kontroll av lagerposisjonen 2008 H og oppnåelsen av et tall 16 som resultat indikerer at det er en tast inntrykket i spalte 3 og rekke 5.

Vinduet 6 er av modell EA.X16027NR av Edson fabrikat og forbindelsene er vist på fig. 11 hvor symbolene indikerer følgende: VINDU - tilsvarer utgangen fra dekoderkret sene 24 (fig. 5)

RESETT - fra resettkretsene som vil bli beskrevet senere

AO - adressebuss AO i prosesseringsenheten

19

KLOKKE - fra klokkekretsen (fig. 4)

RD og WR - fra CPU-enheten 19

POS - fra styrekretsene som bestemmer betraktningsvinkelen for vinduet (blir beskrevet senere)

DO - D7 - databussen fra CPU-enheten 19

For at vinduet skal virke korrekt må CPU-enheten 19 utføre visse operasjoner såsom:

- tilførsel av data

- posisjonsstyring av pilotindikator

(cursor)

- styring av synsfeltet

- lesing av data etc.

strømforsyningen unngås ved at det finnes en tilleggskrets 1 kraftforsyningen som benytter både nettspenningen og spen-ningen på telefonlinjen. Et utfall av begge disse spenninger bringer inn det batteri som er forbundet med innkoblingspunk-tet 34 på kraftforsyningen 29. Arbeidslageret 21 utgjøres av en integrert krets av typen 6116.

I kretsene er det egentlig ikke noe nevneverdig nytt og lagrene er en del av den generelle mikroprosessor sammen med CPU-enheten 19. Man skal imidlertid merke seg at arbeidslageret 21 har elleve adressebusser i motsetning til de tolv som gjelder for leselageret 20 (4 kB i motsetning til 2 kB). Måten som CPU-enheten 19 skaffer seg adgang til lagrene på vil beskrives senere.

Kretsene 26 for modulator/inntasting er vist på fig. 13 og disse kretser baserer seg på en digital til analog omvandler 40 forbundet med motstander FU- Enheten 40 utgjøres av en integrert krets av typen 74 LS 174. Den kan utføre modulasjons- og inntastingsfunksjonene i samsvar med styresignaler som mottas fra CPU-enheten 19,og de normale inntastings funksjoner styres av denne enhet, men i tilfelle av et strømforsyningsbrudd vil manuell inntasting direkte fra tastaturet være mulig. Modulasjonsfunksjonen er å over-føre data til telefonlinjen. D/A-omvandleren 40 tjener til å holde tilbake data som er tilført fra CPU-enheten 19 via databussen over en ube-stemt tid. Motstandsnettverket R^ - R-^tilkoblet omvandleren 40 omformer de binære tall som mottas fra CPU-enheten 19 til analoge spenninger som samsvarer med disse. Fig. 14 viser et eksempel på en omvandling med tre bit hvor f.eks.

en terminal PTl er forbundet med en terminal PT3, mens en terminal PT4 er frakoblet fra en terminal PT5 (se fig. 13).

På fig. 14 fremgår at hver binærverdi som tilføres omvandleren 40 tilsvarer en proporsjonal utgangsspenning.

Fig. 15 viser utgangsbølgeformen som tilveiebringes ut fra sifferrekken 1,2,3,4,5,6,5,4,5,6,7,8,7,6,5,4,3,2,1.

D/A-omvandleren 40 er således i stand til å synte-tisere ved en viss tilnærmelse en hvilken som helst type bølgeform, og nøyaktigheten er i dette tilfelle 6 bit som

Program- og datalagrene 20 hhv. 21 omfatter et leselager og et arbeidslager og er vist på fig. 12 hvor: Leselageret (ROM) og arbeidslageret (RAM) er forbundet med dekoderkretsene 24 (fig. 5),

RD og WR er forbundet med CPU-enheten 19/ og Adresse- og databusser er forbundet med

CPU-enheten 19.

Programleselageret 20 lagrer de nødvendige programmer for systemets drift, omfattende styre- og seleksjons-algoritmer for de ulike oppgaver som skal utføres av de øvrige kretser. Lageret er et ikke slettbart lager slik at også når telefonen er frakoblet og kraftforsyningskretsen 29 er i drift, vil likevel programmene være intakte. Bortsett fra programmene omfatter leselageret 20 visse informa-sjoner som ikke ønskes slettet dersom en svikt i strømfor-syningen skulle forekomme. Leselageret utgjøres av en integrert krets type 2732 og kan betegnes som en EPROM med 4 kB lager.

Som allerede nevnt kan en tilleggsenhet til leselageret 20 plugges inn i apparatet for å tilveiebringe ytterligere et adresselager mellom 4096 og 12288 posisjoner som da kan omfatte andre anvendelsesprogrammer og i prin-sippet gi grunnlag for et stort antall tilleggsfunksjoner.

Data- eller arbeidslageret 21 tjener hovedsakelig til lagring av data som innleses av brukeren eller av CPU-enheten 19 som resultat av visse operasjoner såsom det sist slåtte nummer, kommunikasjonsbuffer og lignende. Den egentlige kapasitet av dette lager er 2048 adresseposisjoner, men med en tilleggsutvidelse kan dette lager utvides til 26624 posisjoner.

I motsetning til leselageret 20 kan datalageret lagre og lese eller omplassere data og lagerets kapasitet er mer direkte knyttet til lagringskapasiteten for informasjon til telefonen heller enn til dens økede anvendelighet. Arbeidslageret 21 kan lagre programmer av temporær natur

som benyttes for visse algoritmer i spesielle anvendelser såsom innenfor datakommunikasjon. Det er et flyktig eller slettbart lager og tap av data som måtte skyldes svikt i

tilsvarer 64 forskjellige spenningsnivåer (0 - 63).

For inntastingsfunksjonen syntetiserer kretsen en firkantbølge som benytter det maksimale (63) og det minimale (0) spenningsnivå, idet tidsforløpet (dwell times) bestemmes ut fra telefonnormer. Dette er kjent som dekadisk inntasting eller pulsanrop, og i det viste tilfelle er tilkoblingspunkt PT1 forbundet med PT4 og PT4 er frakoblet fra PT5 (fig. 13), hvorved det tilveiebringes en 6-bit omvandling.

Flerfrekvent anrop eller flertoneoppringning er mulig med PT1 forbundet med PT2 og PT4 forbundet med PT5. Med denne kobling ser man at omvandleren er oppdelt i to 3-bit omvandlere, hvilket er nødvendig for å generere de to frekvenser som benyttes i toneanropet.

Telefonen kan følgelig benyttes med både tone-eller pulsanrop ved å flytte koblingsbøyler på et kretskort og derved angi at telefonapparatet skal utføre de tilsvarende anropsforløp.

Datakommunikasjon kan utføres ved at modulatoren genererer en av de to modulasjonstyper:

FSK - Frekvensskiftmodulasjon

FSK eller DPSK - Faseskiftmodulasjon

Det mest benyttede forløp er FSK hvor modulatoren genererer en frekvens for en 0-bit og en annen for en 1-bit.

Telefonen er i stand til både digital og analog transmisjon og transmisjonstakten kan enkelt endres ut fra et program.

Samtlige signaler som forlater omvandleren 40 på linjen 41 føres til basen av en modulatortransistor 42 for å utføre modulasjon i talekretsene 25 (fig. 2).

Bølgeformsyntetisering ved anvendelse av D/A-omvandlere gir overraskende resultater når transmisjonsmediet er et telefonnettverk siden dette virker som et lavpassfilter som ytterligere tilnærmer bølgeformene til de ønskede. Fig. 16a og 16b viser en sammenligning mellom utgangen fra omvandleren og signalet på telefonlinjen.

Demodulatorkretsene 27 på fig. 2 og som dessuten er vist i detalj på fig. 17 må utføre en oppgave som er langt mere komplisert enn den som modulatorkretsen 26 utfører, og her må utføres en demodulering av et signal på telefonlinjen. For å forklare de problemer som oppstår i denne forbindelse, vil først FSK-modulasjon gjennomgås. I denne type modulasjon benyttes to bestemte frekvenser F^ og F~som tilsvarer binært tallene 0 hhv. 1. Hvis dataordet 10011101 for eksempel skal overføres over telefonlinjen, må følgende frekvenssekvens utføres: F2-F1~F1-F2-F2-F2-F1-F2.

Mottakerkretsene må da være i stand til å gjenkjenne og skille frekvensene F^ og F2og gi dem de binære verdier 0 hhv. 1 (dvs. det inverse av modulasjonsprosessen). Tradisjonelt omfatter demodulasjon aktive eller passive filtre og/eller kretser som er koblet som faselåste sløyfer. Disse fremgangsmåter for demodulasjon er kostbare og samsvarer ikke med den kompakte og rimelige telefon som foreliggende oppfinnelse representerer. Demodulatorkretsene 27, vist på fig. 17, ble imidlertid spesielt utviklet for den foreliggende datatelefon og representerer en av de viktigste fakto-rer for konstruksjonen av denne som et utstyr for publikumsvennlig bruk.

Ved å betrakte demodulatorkretsene på fig. 17 og huske at en frekvens er den inverse av den tilsvarende tids-periode fremgår at det fra det FSK-modulerte signal på telefonlinjen dannes et signal som kan aksepteres av CPU-enheten på fig. 2. Kretsene på fig. 17 er, som det ses, ytterst enkle og demoduleringsprosessen er utelukkende basert på programstyring.

Når et signal fra telefonlinjen tilføres demodulatorkretsene 27 hvilke i virkeligheten danner en enkel signalformer, kommer det en utgang på linjen 43 som en firkantbølge med samme frekvens og fase som grunnfrekvensen i linjesigna-let. Firkantbølger er imidlertid aksepterbare som inngang for CPU-enheten 19. Linjen 43 kan således forbindes direkte med INT-inngangen på CPU-enheten som da kan bestemme ■ frekven-sen eller fasen ved å måle perioden mellom to etterfølgende lave nivåer i pulstoget, for å ta et eksempel. CPU-enheten 19 programmeres da i avbruddsmodus hvorved enheten kan måle alle de frekvenser eller faser som er aktuelle å benytte i telefonen.

Denne måletype muliggjør at telefonen kan ha en rekke andre anvendelser siden den gjøres i stand til å gjenkjenne ethvert signal som forefinnes på linjen, f.eks. sig-nalene "OPPTATT", "RINGESIGNALPÅGÅR", "INNTASTINGSTID",

"TELEFONENS EGET RINGESIGNAL" etc. Hvis konvensjonelle pro-sesser måtte benyttes med filtre og andre tilhørende komponenter ville det kreves kretser som var konstruert for å gjenkjenne hver av disse individuelle signaler i tillegg til grensesnitt med så mange innganger og utganger som det fantes aktuelle signaler for gjenkjennelse.

For å gå nærmere i detalj omfatter demodulatorkretsene 27 på fig. 17 en transistor 44 hvis base er forbundet med telefonlinjen via en enkel seriekrets som omfatter en motstand R15, en kondensator 45 og en motstand R16, beskyttet og filtrert ved hjelp av en Zener-diode 46 og en kondensator 47, og gitt forspenning og strømforsynt av kraftforsyningen 29 med motstandene R17, R18 og R19.

For å unngå unødvendig kompliserte programmer med nærværet av støy på telefonlinjen, er en filterkrets 48 inn-satt mellom linjen og demodulatorkretsene 27, som vist på fig. 18, selv om dette reduserer kommunikasjonshastigheten. Filterkretsen 48 virker både som et filter for visse støybånd og som en forsterker for inngangssignalet fra telefonlinjen.

Selv om transmisjonshastigheten for telefonen som her er beskrevet må betraktes som lav (vanligvis 300 bit/s) sammenlignet med hastighetene for vanlige modemoverføringer er hastigheten mer enn tilstrekkelig for dette særlige formål og som nevnt tidligere oppnås her en elegant, enkel og kostnadsrimelig løsning ved å benytte kretsene vist på fig. 17 og 18.

Fig. 19 viser talekretsene 25 på fig. 2, men disse skal ikke beskrives i detalj siden det fremgår at de har de samme karakteristika som en hvilken som helst vanlig telefon som benytter integrerte kretser for dette formål. Den integrerte krets 49 er ansvarlig for anrop når det ikke er noen driftsspenning i kraftforsyningen 29, og Cl-^, Cl2og Cl^er forbundet med spaltene 1, 2 hhv. 3 på tastaturet, mens L^,

L2, L^og L^ er forbundet med de tilsvarende rekker i dette.

Det angitte "Hodetelefon" representerer utgangen for holde-kretsen fig. 21B og angivelsen "Modulator" tilsvarer denne indikasjon på fig. 13.

Klokkekretsen 28 på fig. 2 er vist på fig. 20, men heller ikke denne skal beskrives nærmere siden den i prin-sippet er konvensjonell med unntak av volumkontrollen som indikeres ved "VOL" til basen av en styretransistor 50. Som det lett forståes vil en variasjon av forspenningen til denne transistors base variere volumet av ringesignalet fra en klokke 51. Dette gjør det mulig å innstille ønsket volum over tastaturet og således eliminere de vanligvis benyttede potensiometere som er utsatt for mekanisk slitasje. Ut over dette gjenkjennes en ringesituasjon fra klokken av CPU-enheten 19 som muliggjør at det kan benyttes visse automatiske algoritmer såsom de som benyttes ved automatisk telefon-svar ing .

Fire ytterligere kretser er vist på fig. 21A og 21B. Fig. 21A viser resettingskretsen som utfører automatisk resetting når telefonen forbindes til manuell resetting ved å trykke inn knappen 17 (se også fig. 1).

Fig. 21B viser de øvrige tre kretser:

- Styrekrets for betraktningsvinkelen for vinduet med 2 bit for å gi fire forskjellige betraktnings-vinkler (a 2), se utgang POS; - Volumkontroll for ringesignal (se ovenfor med henvisning til fig. 20) med 3 bit som gir åtte voluminnstillmger (23.),se utgang VOL; og - Hodetelefon PÅ/AV som kan benyttes for visse operasjoner slik som datakommunikasjon og oppkalling, (unngår tilleggsstøy - se utgangen HODETELEFON og likeledes fig. 19).

Nok en annen krets er den vist på fig. 22 og som genererer tidsreferanse for klokken 23 på fig. 4 hvis inngang fra linjen 33 har en frekvens på 60 Hz og hvis utgangs-tilkobling er indikert som NMI. Klokkekretsen 23 er en forenklet signalformer som tilveiebringer tidsreferanse til CPU-enheten 19 med 1/60 sekunds intervaller. Følgelig må seksti pulser pr. sekund tilføres NMI (ikke maskerbart av- brudd). Et spesielt program vil skille denne pulstelling fra de øvrige normale klokkefunksjoner såsom alarm, tidsreferanse for omvandleren etc.

Til sist skal det gås nærmere inn på de enkelte kretser på fig. 23 som viser CPU-enheten som er blitt valgt som den integrerte krets Z 80-A. Fig. 23 viser de aktuelle tilkoblinger for denne og behøver egentlig ikke nærmere detaljbeskrivelse, siden hver tilkobling er angitt med indikasjon som tilsvarer indikasjonen på de øvrige figurer. Adressebussens og databussens forbindelser er indikert som henholdsvis Aq - A^ og Dq - D^.

Nå skal virkemåten beskrives nærmere, og da først innlesnings- og leselagrene. Bruken av disse omfatter an-vendelsen av tre kretser: - CPU-enheten 19;

- lese- og arbeidslagrene 20 hhv. 21; og

- styrekretsene eller dekoderkretsene 24.

Når CPU-enheten 19 utfører en utlesningsoperasjon for lagerposisjon 100H skjer dette i samsvar med det som er indikert på fig. 23. I dette tilfelle klarerer adressen 100H utgangen 0q (se fig. 5) siden A12, A13,A14 og A15 ligger på logisk null. Følqelig klareres leselageret 20 til CPU-enheten 19. Det at det skal utføres en utlesningsoperasjon bestemmes av en logisk null på RD-tilkoblingen på CPU-enheten 19.

Tastaturet leses på en måte som er identisk til lesning av en lagerposisjon, hvilket allerede er blitt forklart i beskrivelsen av tastaturet i sammenheng med fig. 9 og 10. Tastaturavsøkingsprogrammet må dekode de verdier som utleses (spaltens og rekkens nummer).

Det skal understrekes at spalteposisjonen genereres av selve programmet og denne posisjon er således kjent, mens den rekke som den tast som trykkes inn befinner seg i, må finnes ved dekoding. Programmet går gjennom spaltene fort-løpende inntil en inntrykket tast er funnet.

Også vinduet 6 ses fra CPU-enheten 19 som en lagerposisjon på samme måte som for de øvrige kretser som styres av CPU-enheten. Vinduet omfatter et mindre lager på 128 Byte og det finnes følgelig muligheten av å foreta utlesning fra dette såvel som å lese inn i dette lager, hvilket ville være det vanligste. Således vil både innlesnings-

og utlesningsoperasjonene være identiske med de som er beskrevet i sammenheng med fig. 23.

Når data skal leses inn ved hjelp av tastaturet brukes et program som utfører lesning av tastaturet helt til en tast presses inn, hvorved dekoding av rekker/spalter fore-tas og det fremkomne resultat føres til vinduet etter en omvandlig til tegnkode i samsvar med ASCH-protokollen.

Hvis CPU-enheten 19 trenger slike data, leser den teksten

fra vinduet og kan om ønskelig overføre den til lageret.

Det er viktig å merke seg at CPU-enheten 19 alltid arbeider, selv under anrop, ved at den mottar nummeret fra tastaturet, omvandler det til tegnkode, leser den omvandlede kode inn til vinduet, kopierer det i lageret for gjentatt oppiingnings-formål og endelig sender ut de bølgeformer som er nødvendig for tone- eller pulsanrop til modulatoren.

Når datakommunikasjonsprogrammet anvendes, utføres en klarering av avbruddsrutinen, dvs. at fra dette øyeblikk kan CPU-enheten 19 motta avbruddsforespørsler (interruption requests) når operatøren utfører anrop ved hjelp av en data-mottakende operasjon. En datatransmisjonsoperasjon innbe-fatter sperring av forespørselen og utførelse av datakommunikasjonen via modulatoren 26.

Før igangsetting av selve datakommunikasjonen kan det være nødvendig først å utføre en automatisk oppkalling av et bestemt telefonnummer (f.eks. forespørsel til en bank vedrørende en kontos balanse), og dette utføres gjerne ved å benytte spesielle programmer.

Beleggstiden på telefonlinjen kan reduseres dras-tisk ved først å forberede de data som skal sendes via tastaturet. Datatelefonen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan i ethvert tilfelle gjøre dette og et typisk tilfelle er en forespørsel fra telefonkatalogen hvorved telefonen ved hjelp av knappen 17 utfører alt dette og presen-terer det for brukeren før telefonlinjen belegges.

Når brukeren så har kontrollert svarene som er vist

i vinduet 6, trykkes databankknappen 10 inn og telefonrøret 1 løftes opp slik at den automatiske oppringning kan utføres og forbindelsen med den aktuelle databank kan oppsettes.

Det er viktig å merke seg at siden demodulatoren 27 i kombinasjon med CPU-enheten 19 er i stand til å gjenkjenne ethvert signal på telefonlinjen, vil det være mulig ved hjelp av pro-gramvareanvendelser å sikre seg mot at automatisk anrop finner sted før linjeforbindelsen virkelig er satt opp og CPU-enheten 19 gjenkjenner en summetone. Ellers ville det

ha vært nødvendig å løfte opp telefonrøret 1 før man trykket inn databankknappen 10 eller, for en konvensjonell telefon med mulighet for gjentatt anrop, før man presset inn repetisjonsknappen i tastgruppen 4.

Når telefonen ikke brukes vil riktig tid vises i vinduet 6. Ellers, for eksempel under en telefonsamtale,

kan tidsknappen 8 trykkes inn slik at samtaletiden måles.

Hvis knapp 12 presses inn to ganger går telefonen

inn i en kalkulatormodus og tastgruppens 4 knapper kan benyttes i forbindelse med kalkulatorens funksjonsknapper (+,-,x,*) som samsvarer med fire av de alfabetiske knapper 5 (se fig. 1) .

Når notisknappen 7 er trykket inn kan brukeren

benytte tastaturet for å lete opp en lagret notis for å brin-

ge den til vinduet 6, og her kan være en hvilken som helst informasjon som brukeren har lagret inn tidligere via tastaturet og CPU-enheten 19 til datalageret 21. Når notisletin-

gen kommer frem med den ønskede informasjon i form f.eks. av et telefonnummer, kan automatisk oppringning på dette nummer skje ved rett og slett å løfte telefonrøret 1 etter å ha trykket inn repetisjonsknappen.

Selv om datatelefonen i samsvar med oppfinnelsen

kun har blitt beskrevet i forbindelse med en spesiell utfø-relsesform som er i stand til å utføre flere funksjoner, vil det forståes at antallet funksjoner og operasjoner kan ut-

vides eller reduseres ved passende endringer i programvaren eller den tilknyttede utrustning. Således vil tilleggs-anvendelser som kan utføres ved hjelp av en liten datamaskin,

uavhengig av om dette har noe med telefonering å gjøre, kunne utføres eller gjøres tilgjengelig uten at dette egentlig går ut over oppfinnelsens ramme. Dessuten vil demodulatorkretsene som omfatter signalformeren 27 i kombinasjon med CPU-enheten 19 kunne brukes ved anvendelser ut over de som ligger innenfor omfanget av en datatelefon, siden det som allerede omtalt representerer en særdeles elegant og økono-misk måte å gjøre et vekselspenningssignal av hvilken som helst type gjenkjennbart av et digitalt system. Som tidligere forklart kan disse kretser brukes både for frekvens- og faseskiftmodulerte signaler.

Claims (15)

1. Telefon omfattende et telefonrør (1) og en appara-del (2) for å motta telefonrøret (1), karakterisert ved at apparatdelen (2) er utstyrt med et alfanumerisk tasatatur (3), et alfanumerisk visende vindu (6), en programmert dataprosesseringsenhet (CPU-enhet) (19), et leselager (ROM) (20) og et arbeidslager (RAM) (21) innbyrdes sammenkoblet og med CPU-enheten (19) og en anropskrets (26) innrettet for automatisk å slå et telefonnummer, styrt av CPU-enheten og en kommunikasjonsstyreenhet (26, 27) for modulering av data generert av CPU-enheten for overføring over telefonlinjen og for demodulering av signalet mottatt over samme linje for å tilveiebringe data som kan leses av CPU-enheten (19), idet denne er programmert slik at den kan utføre en operasjon over telefonlinjen i samsvar med data mottatt på denne og utledet fra tastaturet (3).

2. Telefon ifølge krav 1, karakterisert ved at tastaturet (3), CPU-enheten (19) og vinduet (6) er innrettet slik at et telefonnummer kan slås eller tastes inn på tastaturet (3), sendes til vinduet (6) via CPU-enheten (19) før tilkobling skjer til telefonlinjen ved å løfte telefonrøret (1), og at, ved oppløfting av telefonrøret (1), nummeret automatisk slås ved hjelp av en anropskrets (26) i samsvar med det nummer som er vist i vinduet (6) og med en kommando mottatt fra CPU-enheten (19) .

3. Telefon i samsvar med krav 2, karakterisert ved organer (19, 27) innrettet for å gjenkjenne en summetone på telefonlinjen og ved ytterligere organer i CPU-enheten (19) som hindrer overføring av ringesignal når ikke denne summetone er registrert og gjen-kjent.

4. Telefon ifølge krav 1, karakterisert ved en tidsknapp (8) på tastaturet (3) og organer i CPU-enheten (19) for overføring av tidsinformasjon til vinduet (6) og for fremvisning av riktig tid eller samtaletid i vinduet (6).

5. Telefon ifølge krav 1, karakterisert ved kalkulatororganer i CPU-enheten (19)og en kalkulatorknapp (12) og kalkulatorfunk-sjonsknapper på tastaturet (3), hvorved apparatdelen (2) derved kan benyttes som en kalkulator.

6. Telefon ifølge krav 1, karakterisert ved en notisknapp (7) på tastaturet (3), at CPU-enheten (19) og datalageret (21) er programmert for å motta brukerinnlest informasjon for fremvisning ved inntrykking av notisknappen (7), og at når den valgte informasjon i vinduet (6) er et telefonnummer vil automatisk oppringning av dette nummer kunne iverksettes ved å løfte av telefonrøret (1).

7. Telefon ifølge krav 1, karakterisert ved en databankknapp (10) på tastaturet, idet telefonen er innrettet slik at når man trykker inn denne databankknapp (10) og løfterav telefonrøret (1), iverksetter CPU-enheten (19) aksess til en databank via telefonlinjen ved hjelp av anropskretsen (26) og kommunikasjonsstyreenheten (26, 27) for å skaffe informasjon som svar på en tidligere innlest forespørsel via vinduet (6) ved hjelp av tastaturet (3), for derved å motta den søkte informasjon fra databanken og fremvise den i vinduet (6).

8. Telefon ifølge krav 7, karakterisert ved at automatisk oppringning kan iverksettes dersom den gitte informasjon er et telefonnummer.

9. Telefon ifølge ett av kravene 1-8, karakterisert ved at kommunikasjonsstyreenheten (26, 27) omfatter en demodulator med en signalformer (27) koblet mellom telefonlinjen og CPU-enheten (19), idet signalformeren (27) genererer en firkantbølge fra et signal på telefonlinjen og med samme frekvens eller fase som grunnfrekvensen i dette signal, og at denne firkantbølge måles i frekvens eller fase av CPU-enheten (19).

10. Telefon ifølge krav 9, karakterisert ved at signalformeren (27) omfatter en transistor (44) hvis base er koblet til telefonlinjen og hvis kollektor fører ut firkantbølgen.

11. Telefon ifølge krav 10, karakterisert ved en filter- og forsterkerkrets (48) for filtrering av uønsket støy fra og forsterkning av signalet på telefonlinjen, idet kretsen (48) er koblet mellom telefonlinjen og signalformeren (27).

12. Demodulator, karakterisert ved å omfatte en signalformer (27) med en utgang koblet til en CPU-enhet (19), idet signalformeren (27) fra et innkommende vekselspenningssignal genererer en firkantbølge med samme frekvens og fase som grunnfrekvensen i det innkommende signal, og at CPU-enheten (19) er innrettet for å måle i det minste én av parametrene frekvens eller fase for den utgående firkantbølge.

13. Demodulator ifølge krav 12, karakterisert ved at signalformeren (27) omfatter en transistor (44) hvis base er koblet til inngangssignalet og hvis kollektor fører ut firkantbølgen.

14. Demodulator ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved en filterkrets (48) koblet til inngangen av signalformeren (27).

15. Demodulator ifølge krav 14, karakterisert ved at filterkretsen (48) omfatter en signalforsterker nær demodulatorens utgang til signalformeren (27).