WO1980002627A1

WO1980002627A1 - Voice controlled switching system

Info

Publication number: WO1980002627A1
Application number: PCT/JP1979/000120
Authority: WO
Inventors: S Sato
Original assignee: Toa Electric Co Ltd; S Sato
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1980-11-27
Also published as: EP0033744A4; DE2967521D1; EP0033744A1; BR7908973A; EP0033744B1; US4359606A

Description

明細書

'発明の名称

音声スィツチング制御シ 'ステム

技術分野

本発明は、拡声電話機またはィンターホン装置等を含む両方向性音声通信システムに弔いられる音声スィッチングコントロールシステムに関し、詳細にはこのような装置間の音声伝送路上の音声信号を制御する制御シテムに関する。

背景技術

周知のように拡声電話機は音声信号を送信するためのマイク πホンと相手の拡声電話機のマイク口ホンから送られてきた音声信号を受信するためのラゥスピーカーを有する。ラウスヒ。一力一は比較的大きな音ェネルギーすなわち普通のハンドヘルタイフ。の電話機のイヤホーンから作出される音エネルギーよ i? もはるかに大きな音エネルギーを発生する能力を有している。拡声電話機すなわちハンフリ一電話機のラゥス匕。一カーとマイク口ホンとは同一のケーシングないしはキャビネット内において比較的近接して配置されている。そのためラウトスピーカ一とマイク口ホンとは音響的に強く結合することが避けられない。インタ一ホン装置も同様に一対の電気/音変換器および音 Z 電気変換器を有してお ]?、これらは互いに音響的に結合している。

OMPI ハンドフリー電話機および Zまたはィンターホン装置の一対の変換器（ラゥ ^ ス匕。一力一およびマイク口ホン）間の音響結合は、一対のハンフリ一電話機な' いしはィンタ一ホン装置を含む両方向性音声通信システムに数多くの悪影響を与えやすい。

例えば、いま、第一のハンフリ一電話機のマィク口ホンが、音声伝送路ないしはチャンネルを介して第二のハンフリ一電話機のラウスビ一力一につながつてお]?、かつ第二の電話機のマイクロホンがもう一方の音声伝送路を介して第一の電話機のラウスピーカーに接続されているとすると、第一のマイクロホンに入力された音響エネルギーはそれ自身に帰還されることになる。というのはラウスピーカーとそれに対 tBするマイクロホン間の音響結合のた'めに、閉ループが形成されているからである。フィーパック信号のレベルはしばしばハゥリングを起こす程度に高くなるものである。

ラゥスヒ。一力一とマイク口ホン間の強い音響結合が避けえないという事情を勘案すれば、ハウリングの発生'を完全に防止する一つの、そしておそらくは唯一の手段は、一つ以上の音声伝送路を遮断ないしは実質的に遮断して使用中に閉ループが形成されないようにし、かつ音声メッセージを伝送すべきチャンネルを選択的に導通状態にすることである。

このような制御手段ないしシステムは咅声スィツチ

— 0MPしングコントロールシステムと呼ばれてお、これ力 S本発明の主題である。

代表的な従来の音声スィツチング制御システムは 1 · 対の音声スィツチないしは可変損失器を有している。 —方の音声スィツチは第 1 の電話機ないしはィンタホーン装置、すなわち第 1 の局のマイクロホンと第 2の局のラウト'スヒ。一力一とをむすぶ第 1 の音声伝送路上に配置されてお ]?、他方の音声スィツチは第 2の局のマイクロホンと第 1 の局のラウトスピーカーとをむすぶ第 2の音声伝送路上に配置されている。使用時には、 2つの音声伝送路は、関連するマイクロホンからの音声信号に 2つの異なる減衰を与える 2つの音声スィッチを相補的〔交互）に切換えることによつて相補的に付勢される。音声スィツチの使用モ一（オン状態またはオフ状態）は、第 1 と第 2のマイクロホンの出力、すなわち音声スィッチに入る前の第 1 と第 2の音声伝送路上の音声信号状態を監視する制御回路によつて制御される。この 2つの出力は波形整形回路を経て比較器によ ]?比較される。第 1 のマイクロホン出力音声信号のレベルが第 2のマイクロホン出力音声信号よ ) も高いかぎ！）、比較器は第 1 の音声スィツチをオン状態に保持し、第 2 の音声スィッチをオフ状態に保持制御し、逆の場合には逆の制御を行う。したがって、使用中に閉ループが形成されることはないが、ラウス匕。一カーとマイクロホンとは音.響的に強く結合して

OMPI お ]3、しかもラウトスヒ。—力一において高レベルの音を再生させる必要があるところから、 ½手の局からの音声メッセージを受取つている局のマイク口ホンの出' カレベルは、相手の局のマイクロホンの出力レベルに匹敵する程度になった ]?、時にはそれよ高いレベルに達することもある。このようなことが起こると、メッセージを伝達することはできなくなる。そこで、制御回路には、 ¾常、 1 対の補助可変損失器が、伝送路上の音声信号（マイクロホン出力）ピックアツフ。点と

1 0 波形整形回路との連絡線上に設けられる。これらの補助可変損失器は、比較器によ ])、伝送路上に配置された関連する主可変損失器すなわち音声スィツチと同様なしかたで制御されるため、上述の誤動作は避けられる o

1 5 'しかし、このようなや]?かたで主可変損失器に補助可変損失器を付加した場合には、第 1 の局からのメッセージを中断して、第 2の局から新しいメッセージを揷入して第 1 局に伝送することが困難ないしは不可能になる。

20 仮にラウスビーカ一とマイクロホン間に強い音響結合がないとすれば、むずかしいことはなにもない。したがって従来システムの上述の欠点も、強い音響結合が不可避的に存在するために生じたものである。

日本特許出願公告昭 4 0 - 2 2 2 8 1 号にも、上述

25 したようなや！）方でマイクロホン出力を検出して伝送

ΟΑίΡΙ

、 WiPo" 路上の 2つの音声スィツチを制御する音声スイツチング制御システムが示されている。しかし、このシステ ' ムでは、 1 対の補助可変損失器を使うかわ！）に、 2種類のゲインを有する.4つの増幅器を検出信号分枝回路に配置し、 2つ比較器の出力を、たすきがけ接続した 1 対のナンド、ゲ一卜から成る第 2段の比較器につないで音声スィッチを制御させる構成をとつている。この構成によ！）、第 1 と第 2の音声スィツチは排他 OR的に動作することが保証される。しかし、第 1 局の話者、第 1 のマイクロホンに向ってひっき ]? なしに話している間は、第 2の局にいる者にとって、第 1 局の話者の話を中断させて自分が第 1 局に伝えようと思っているメッセ一ジを揷人することは極めてむつかしい。結局、このシステムも、先に述べた従来システムと同様な欠点を有している。〜

日本音響学会講演論文集（昭和 4 8年 1 0月、第 4 8 5〜 4 8 0頁）の、高橋らによる「音声スィッチ制御方式に関する一考案」と題する小論には、 4点で音声信号のレベルを検出、すなわち第 1 局よび第 2 局のマイクロホン出力とラウスピー力一入力を検出する音声スィツチング制御システムが開示されている。各局のラウスピーカー入力とマイクロホン出力とは比較器で比較される。 2つの比較器から得られた 1対の出力信号は、 2 つの可変損失器を 5位置制御する論理回路に送られる。 3位置というのは、第 1 位置が「オンすなわち減衰なしの状態」、第 3位置が「オフすなわち全減衰状態」、第 2位置（中間位置）が「半減衰状態」である。

詳しくいえば、上記の比較器は、マイクロホンの出カレベル (比較器の第 1入力）がラウスビーカ一の入力レベル（比較器の第 2人力 ) よ 1)所定の値だけ高いときにのみ「ハイ」レベル信号を出力して論理回路に送]?、他の場合には「ロー」レベル信号を出力する。第 1 の局のマイクロ水ン出力とラゥス匕。一力一入力の比較を行う第 1の比鼓器が「ハイ J レベル信号を発生しかつ第 2の局のマイクロホン出力とラウスピー力一入力の比較を行う第 2の比較器が「ロー」レベル信号を発生している間は（すなわち、第 1の局の使用者のみがマイクロホンに向って話している間は）、論理回路は、第 1 の可変損失器を第 1位置（ゼ口減衰）に制御し第 1 の局から第 2 の局へ音声メッセージを伝送させ、第 2の可変損失器を第 3位置（全減衰 ) に制御する。第 1、第 2の比較器が共に「ハイ J レベル信号を発生している間は（すなわち、第 1 と第 2の局の使用者が共に適当な音レベルでマイクロホンに向って話しかけている間は）、論理回路は、第 1 と第 2の可変損失器を共に第 2位置（半減衰）に制御する。

このような構成および制御方式によ！）、一方の局の使用者は、相手の局からメッセージが送られているときに新しい音声メッセージを揷入することが容易になる。というのは、比較器力同一の局のマイクロホン出力とラウスヒ。一力一人力とを比 ¾するように構成されているからである。

しかしながら、新たに揷入した音声メッセージは、過渡的な同時音声通信（全二重通信）がなされている間は、音レベルが相当制限されて相手の局に送られることになる。というのは、この間、 2つの可変損失器は双方とも音声信号に全減衰の半分の減衰を与えているからである。また、この場合、音声信号の閉ルーフ。が形成されることになるから、ハウリングを防止するため閉ループの全利得は臨界発振条件以下の利得に抑えなければならない。このような過渡的同時音声通信中における音声信号の大きさに対する制限は、ラウスヒ。一カーの出力として充分に高い音レベルを得ることを困難にする。このため、聴者は往々にして音声情報をはっき 1? と聞きとることができなくなる。

波形整流回路から成る遅延要素が音声信号検出点と比較器の制御入力との間に設けられている。この遅延要素は可変損失器のスイッチング動作を遅らせる。このため、音声メッセージの始めの部分が相手の局に伝されない。

一般に、拡声電話機制御用の音声スィツチング制御システムにあっては、次のような条件を満足することがのぞましい。

(1) ハウリングが生じないこと (2) 局のラゥス匕。一力一出力として高レベルの音が得られること'

(3) 他方の ¾ の音声メッセージを中新して一方の局から他方の局へ新たなメッセージを送信することが容易なこと

(4) 局のまわ！）の周囲雑音による誤動作の危険が少ないこと。

しかし、上述したように、これらの条件は互にある程度矛盾するものである。すべての従来システムは、このような矛盾関係のために妥協してつくられたものであ！）、改良の余地を残している。

音声スィツチング制御システムを電話会議通信システム一 5つ以上の拡声.電話機を用いて電話会議を行う通信システムに適用できるようにすることは極めてのぞましい。

発明の開示

前述の技術背景をふまえるに、本発明の目的は、前記の各条件を最大限に満足する音声スイッチング制御システムを提供することである。

他の目的は、少なくとも 5つの局を含む電話会議通信システムに適用できる音声スィツチング制御システムを提供することである .O

さらに他の目的は、新しいメッセージを揷入することによ ])他の局からのメ'ッセージを確実に中断し、新たに挿入したメッセ一ジについては、メッセ一ジ信号

OMP1 の減衰ないし損失を伴うことなく、かつ音スィッチの動作遅れを伴うことなく他のすべての局に伝送するようにした音声スィツチング制御システムを提供する' ことである。

本発明によれば、それぞれマイク口ホンと拡声スヒ。 —力一を含む複数の局の間に伝送される音声信号を制御する音声スィツチング制御システムであって、

(ィ）相異なる音声信号伝送路上に配置された少なくとも 2つの音声スイッチと、

(口）前記音声信号伝送路の各々は、前記局のうち相異なるひとつの局のマイクロホンと残 ])の局の拡声ス匕。一カーとを動作上接続し得るように構成されていることと、

H 前記複数のマイクロホンの全ての出力奢声信号と前記複数の拡声スビーカ一の全ての入力音声信号を検出する検出装置と、

それぞれ、相異なるひとつの局のマイクロホンからの出力を検出した制御信号とそれと同一の局の拡声スピーカ一への入力を検出した.制御信号とを比較する複数の比較装置と、

）前記比較装置の各々は、関連するマイク α ホンの力音声信号が関連する拡声スビーカーの人力音声信号よ！）大きいときのみに第 1 の信号をつくだし、その他の音声信号の状態のときは第 2の信号をつく出すことと、 H それぞれ、前記複数の音声スィツチのうち関連するひとつの音声スィツチを、該音声スィグチのォン状態を規定する第 1 の位置およびオフ状態を規定' する第 2の位置に選択的に制御する複数の論理回路

5 と、

(ト）前記論理回路の各々は、関連するひとつの比較装置の出力を受け取る第 1 の制御入力と残！）の比較装置の出力を受け取る第 2の制御人力を有することと、

10 -) 前記論理回路の各々は、その第 1 の制御入力が関連する比較装置から前記第 1の信号を受け取]?かつその第 2の制御人力が残 ]3の比較装置のいずれかひとつから前記第 2 の信号を受け取った際に、セットされて前記複数の音声ィツチのうち関連するひ

5 とつの音声スィツチを前記第 1 .の位置へと制御し、その第 1 の制御入力が関連する比較装置から前記第 2の信号を受け取！）かつその第 2の制御入力が残]) の比較装置のいずれかひとつから前記第 1の信号を受け取った際に、リセットされて関連する音声スィ

2 0 ツチを前記第 2の位置へと制御し、その第 1 の制御入力が関違する比較装置から前記第 1の信号を受け取])かつその第 2の制御入力が残 1?の比較装置のいずれかひとつから前記第 1 の信号を受け取った際に、反転されて関連する音声スィッチの位置を反転させ

25 ることと、

OMPI 鶴から成 ]?、以て前記局のいずれかひとつの局のマイク口ホン'に新たな音声メッセージが揷入されたことよ、それまでそのマイクロホンに関連する拡声スヒ。一' カーに伝送されていた他の音声メッセージが中断され、この新たに揷人された音声メッセージが、関連する音南スィツチによって音声信号の減衰をうけることなく残の局に伝送されるようにしたことを特徴とする音声スィツチング制御システム、が提供される。

好ましいことには、上記複数の論理回路の各々は、普通の J - K フリップフロップで構成することができる。 J - Kフリツフ。フロップは低価格であ、構成も簡単であるから、このことが音声スイッチング制御システム全碎の価格を下げ、全体構成を簡単にするのに役立つ。

ただし、 1対の局間に伝送される 1対の音声信号制御用の音声スィツチング制御システムに対しては、 2 つの音声スィツチを個別に制御する 2個の J - Kフリッフ。フロッフ。のかわ！）に、好ましくは単一の J - Kフリップフ口ッフ。を用いて 2つの音声スイツチを共通制御させることができる。詳しくいえば、この単一の J - K フリップフロップの第 1 入力（ J人力）を第 1 の局の入出力比較用の第 1の比較器に接続し、その第 2 人力（ K人力）を第 2の局の入出力比較用の第 2の比較器に接続する。そして J - K フリップフロップの Q 出力を第 1 の音声スィッチに接続し、 Q出力を第 2 の

OMPI

WIPO 音声スィツチに接続する。

検出手段すなわち音声信号ピックアップ手段は、音声信号増幅用の増幅器と增蝠した信号を整流する整流手段を含む。したがって各マイクロホンの出力信号お

5 よび各ラゥスヒ。一力一の入力信号は増幅 ·整流される。ラウスビーカーへの入力音声信号の大きさの瞬時値を表わす整流信号は、該入力音声信号値の一時的な増減によつて比較器が誤動作しないようにするため. 平滑回路にて平滑される。しかし、マイクロホンの出

1 0 力信号の大きさを表わす整流信号は、直接、比較器に接続される。比較器を迅速に動作させて関違する音声スィツチを迅速にターンオンさせるためである。このような非対称構成によ ]?、音声メッセージの始めの部分が揷入側の局から相手の局へ、明瞭に伝えられるこ

1 5 とになる。音声メッセージの最初の部分（頭の部分）は、最も重要な情報片とみなされる。というのは、通常この部分は、聴者が音声メッセージの内容を理解する上で決定的な役割を果たすからである。

音声スィツチング制御システムの比較部はラウト' ス

2 0 ピー力一入力信号を増幅 '整流 '平滑した信号 i と、同一局のマイクロホン出力信号を增幅し整流するが平滑していない信号 Vo とを減算する減算要素を含む。ついで、減算信号（Vo-Vi ) は、比較回路によって所定の基準電信号と比較される。比較圓路は、減算信

2 5 号が基準電圧すなわちスレッシュホール電圧よ · D大きいときは論理「 1」の信号を出力し、減算信号がスレッシュ—ホールト'電 EEよ 1)小さいときは論理「 0」の信号を出力する。

図面の簡単な説明

上述した本発明の特徵およびその他の特徵は、後述する説明を通してさらに明らかになろう。その説明において参照される添付図面中、

第 1 図は、本発明による 2つの音声スィッチ制御用- の音声スィツチング lj御システムのプロック図、

第 2図は、 3つの音声スィッチを制御する音声スィツチング制御システムの好ましい実施例を示す詳細なプロック図、

第 5図は、 2つの音声スィッチを制御する音声スィツチング制御システムの好ましい実施例を示す詳細なブロック図、

である。

発明を実施するための最良の形態

さて、第 1図を参照するに、そこには本発明に従つた音声スイツチング制御システム VSGが示されている c この実施例では、制御システムは 2つの音声スィッチング制御ユニット VSG- 1と VSC-2で構成され、 2つの局 ST-1と ST-2 間の音声伝送路上の 2つの音审スイッチ SW-1と SW-2 を制御するようになっている。

しかし、注目すべきことは、この数「 2」は単に例示にすぎず、本発明は、 3つあるいはそれ以上の局間の

OMPI

W1PO ,¾V δ以上の音声信号をスィツチング制御するシステムにも同様にそして容易に適用できるものであるということである。そのことについては後に明らかにされる。 · 各局は音声信号送信用のマイク σホン（例えば MC

5 - 1 ) と他の局からの音声信号受信用のラゥスヒ。一

力一（例、 SP-1 ) を有する。上述したように、通常の拡声通話においてラウスビーカ一はかな！）大きな音を出力する。そしてラウト *スヒ。一カーとマイクロホンとの近接した配置関係のために、点線 a - 1、 a -

10 2で示すようにラウスヒ。一力一からの比較的大きな音エネルギーの一部がマイク口ホンに結合する。

一方の局のマイクロホン（例、 MC-1 ) と他方の局のラウスビ一力一（例、 SP- 2)との間の音声伝送路ないしチャンネル上には音声スィツチ（例、 SW- 1 )

15 が設けられてお、このスィッチは音毐伝送路を選択的に付勢して音声信号を一方の局から他方の局へ伝送する。

各音声スィツチング制御ュ-ッ卜（例、 VSC-1) は、関連する局（ ST-1 ) の音声信号出力と人力とを、関

20 連する音声スィッチ- (SW- 1 ) の前方の点（0-1 ) と局のラウスビーカ一^の入カラ 'ィン上の点（ I - 1 ) において検出すなわちピックアップする。

比較器（例、 G- 1 )は検出した 1対の信号を比較し、マイクロホン出力の方が同一局のラウスビーカ一入

25 力よ！）も大きいときは第 1の信号（例、「HignJ レべル信号）を出力し、マイクロホン出力がラウスビー力一入力よ小さいときは第 ίの信号（例、「口一」レベル信号）を出力する。

比較器（ C - 1 ) の出力は、関違する論理回路（ L - 1 ) の第 1制御入力（J) と、他の論理回路（ L-2 ) の第 2制御入力 (Κ)に送られる。 3以上の音声スィッチを制御するシステムに適用するときは、比較器の出力は残 ]3のすベての論理回路に接続される。このようなマルチ,制御システムに対しては、論理回路の数は音声スィッチの数'/ 等しくなるが、 2つの音声スィッチ制御システムに対しては、単一の論理要素が使用できる。この好ましい実施例については後に詳述する。

各論理回路（例、 L - 1 ) は、関連する音声スイツチ（SW- 1 ) を、実効上ないし実用上オン状態を規定する第 1位置と実効上オフ状態を規定する第 2位置のうちいずれかひとつの選択位置に制御する。

この論理回路（ L - 1 ) は次のように動作する。（1) 闋連する比較器（ C - 1 ) から第 1 (論理「 1」）信号を受取！）、他の比較器（ C - 2 ) から第 2 (論理「 0」）信号を受取った場合は、セットされて関連する音声スィッチ（SW-1 ) をターンオンし、（2)関連する比較器から第 2信号を受取！）、他の比較器から第 1 信号を受取った場合は、リセットされて音声スィツチをターンオフし、（3)関達する比較器と他の比較器の双方から第.1信号を受取った場合は、反転されて音声スィツチの位置ないし状態を反転させる。

本システム'の代表的な動作は次のようになる。

いま、すべての音声伝送路上に実効レベルの音声信号が存在せず、いずれの比較器も第 2信号を発生してお]?、両論理回路ともその制御入力に第 2信号を受取つてお]?、論理回路 L - 1 は音声スィッチ SW- 1 にオア信号を供給し論理回路 L ― 2は音声スィツチ SW

- 2にオン信号を供給していて、スィッチはオンでスィッチ SW-2 はオフ状態にあるとする

10 (ただし、音声スィッチの初期状態は重要ではない）。

説明を簡単かつ明確にするため、「第 1信号」の用語は以下においては論理「 1」と記し、「第 2信号」の用語は論理、「.0J と記す。

このような状態（すなわち SW- 1 がオフ、 SW-2

15 がオン）の下で、一方の局、例えば局 ST- 1のところにいる使用者がマイク口ホンに音声メッセージの揷入を始めると、マイクロホン出力が増大しラウスビーカー SP-1 の人力よ大きくなる。このため、比較器 0 - 1 は論理「 1」信号を出カして論理回路 L

20 - 1 に送る。これに応じて論理回路 L - 1 はセットされて音声スィツチをターンオンし、以て音声メッセージの局 ST-1 から局 ST-2への伝送が行われる。同時に論理 ST-2 はその第 1 と第 2制御入力に、それぞれ論理「0」と論理「 1」の信号を受取ることにな

25 るためリセッ卜されてスィツチ SW-2をターンオフす

/ OMPI る。これによ ]) 音声信号の閉ループの形成が防止される o - このような状態の下で、局 ST-2の使用者がマイ ^ 口ホン MG -2に新しいメッセージの揷入を開始すると、マイ ^ ロホン MC -2 の出力は、局 ST- 1 からの音声メッセ一ジを受信しているラゥト'ス匕。一力一 SP-2との音響結合による出力分に加算されて増大する。マイク口ホン MC-2の出力がラゥスビーカ一 SP-2の入力よ ]?大きくなると、比較器 C - 2が論理「 1」信号を出力して論理回路 L - 2の J人力と論理回路 L - 1 の K入力に供給する。このため、論理回路し - 1 は反転されてスィッチ SW- 1 の位置を変え、すなわちスィツチをターンオフして局 ST- 1 から ST-2への音声メッセージの伝送を中断する。同時に、論理回路 L -·

2 も反転されてスィッチ SW-2 の位置を変える。しかしながら、このスィツチ SW- 2 の前の状態はォ ^:フであるので、この反転によ ]?、スィッチ SW- 2 はタ —ンオンされる。こうして、新たに揷入された音声メッセージによ、局 ST-1力ら ST-2へのメッセージ伝送が中断されるとともに、新しいメッセージ自体は局 ST- 2力ら ST-1 へ伝送されることになる。

ここで、注目すべきことは、第 1 図に示す基本的音声スィツチング制御システムから認識される原理は、相異なる 5 あるいはそれ以上の音声信号を制' するマルチ ' 音声スィツチング制御システムに容易に適用、

O PI

WiPO , ^ すなわち拡張することができるというところにある。そのようなマルチ ·音声スィツチング制御システムは、第 1 図に示する制御ユニット VSC- 1やと同様なュニッ卜を N個（ N ^ 3 ) 必要とする（第 1

5 ュニッ卜力ら第 Nユニットまで）。各音声スィッチ

SW- i の出力は局 ST-i のラウト" ^ スヒ。一力一 SP-i を除くすべてのラウスヒ。一力一に接続される（このようにして接続されたラウスピーカ一の群はラウトスヒ。一力一 SP-i の補集合、すなわちラウスヒ。一

10 力一 'SP-i と考えることができる）。各比較器 C - iの出力は論理回路 L - i の J入力と他の論理回路

L - iの K入力に接続される。

かかる相補続は、各音声スィツチング制御ュ-ットの簡単な構成と相俟って、両方向性音声通信システ

15 ムに、電話会議を行うことのできる.会議通信システムの機能を与える。この特徵はすぐれた利点である。さて、第 2図を参照するに、 3つの局間の音声信号を制御するシステムの好実施例が詳細なブロックで示されている。

20 本実施例では、制御システムは 5つの同じタイフ。の音声スィツチング制御ュ - ット 1 ないし 3から成る。ュニット 1 はマイクロホン 1 0 1 とラウスビーカー 1 0 2を含む第 1の局に割当てられ、同様にュニッ卜 2はマイクロホン 2 0 1 とラウス匕。一力一 2 0 2を

25 含む第 20局に、ユニット 3はマイクロホン 3 0 1 と

OMPI 0 ラウスーカ一 3 0 2を含む第 5の局に割当てられている。 ―

各ュ -ッ卜は互に同一であるから、以下の説明でば、音声スィツチング制御システム全体やュニット間の関係について言及する必要のある場合を除き、ュ -ット 1 'てついてのみ言及する。

ュ - ット 1 は音声スィツチ 1 0 3を含む。このスィツチの人力は、音声信号伝送路 1 0 4および増幅器 1 0 5¾介して-第 1 局のマイクロホン 1 0 1の出力につながってお！？、スィッチの出力は伝送路 1 0 4' 、音声信号加算要素 2 0 όおよび 3 0 0、伝送路 104^/ . および増幅器 2 0 7および 5 0 7を介して第 3局のラゥスピーカー 2 0 2および 5 0 2の人力につながつている。注意されたいことは、各音声スィツチ（ 103、 203. 303 )は、相異なるひとつの局のマイクロホンと残 ]?の局のラウスビーカーとの間に開設された相異なる伝送路ないしチヤンネル上に設けられていることである。

ユニット 1 は、ライン 1 0 4上の点 1 0 8にて第 1 局のマイクロホン 1 0 1からの音声信号出力を検出する第 1 の検出回路と、音声信号加算要素 1 0 ό以降のライン 2 0 4〃（ 504")上の点 1 0 8 ' にて同一局のラウスヒ。一力一 1 0 2への音声信号入力を検出する第 2の検出回路から成る検出回路を含む。検出回路は、第 1の検出ライン上に第 1 の増幅器 1 0 9および第 2 の検出ライン上に第 2の増幅器 1 0 9 ' を含む。これ -らの増幅器のゲインは、次に述べる比較器がラウスヒ。一力一 1 0 2とマイクロホン 1. 0 1 との音響結合によって誤動作することがないように選定される。好ま

5 しくは、増幅器 1 0 9は、次のようなフィルタ一機能を有する。すなわち、ラウスピーカーとマイクロホンとの音響結合の周波数特性を補償するものであること。さらに、このフィルター特性は、システム使用者の使用する言語の音声構造、特に話の出だしに使われ

10 る音声の周波数分布を考慮して決定される。例えば、使用される言語が日本語の場合には、例えば千教百 Hz 以上の信号を通過させる高帯域通過フィルタ—が好ましい。

第 1 の増幅器 1 0 9は第 1 の整流回路 1 1 0 に接続

1 5 され、増幅された第 1 の検出音声信号（マイクロホン

1 0 1 から）が整流される。同様に第 2の増幅器 Ι Ο^ は第 2の整流回路 1 1 0 ' に接続され、増幅された第 2 の検出音声信号（ラウスビーカ一 1 0 2への人力）が整流される。第 2の検出回路は、さらに、第 2の整

20 流信号を平滑する平滑回路 1 1 1 を含む。この平滑回路は入力信号の増加に対しては遅れを伴うことなく追従するが、入力信号がピーク値に達した後の減少に対してはそのビーク値を、比較的長い時定数（例えば 0. 1秒程度）によ ])、保持する。増加する入力信号に

25 対する迅速な追従特性およびビーク値の保持特性は、

O PI

、- 後述する J - Kフリッフ。フロップの反転を安定にするために比較器を迅速に反転させ、その反転を比'較的長い時間保待する役目を果す。第 2の検出回路がこのような平滑回路を有するのに対し、第 1の検出回路は、関連する音声スィツチのターンオン動作に実質上遅れを与えるようないかなる平滑回路も含まない。

ュ -ット 1は、減算回路 1 1 2 と比較回路 1 1 2力ら成る比較器を含む。減算回路 1 1 2は第 1の検出回路からの平滑されていない信号と第 2の検出回路からの平滑信号 v₂ とを減算した信号をつく ])だす。この減算は、信号マエから v₂を引くかまたは信号 v₂ からマ i を引くことによってなされる。減算信号

-v₂) または（v₂-_Vl) は、比較回路 1 1 5によって基準すなわちスレッシュホールト '電圧信号 Vth と比較される。このスレッシュホール電 E Vthは、減算信 ^-^ C j-Vg ) を表わす力（v₂__Vl ) を表わす:^によつて、正または負の値をとる。

比較回路 1 1 3は、（Vi -A^ ) 信号が正のスレツシュホール電 E Υΐΐι よ ]?大きいとき（または 0₂ - ）信号く負の Vtn) に、論理「 1」の信号を出力し、 (ν_χ-ν₂) 信号が正のスレッシュホール電 EE V.thよ ]9小さいとき（または（v₂-_Vl ) 信号〉負の Vtli) に、論理「 0」の信号を出力する。スレッシュホール電圧の絶対値 iVtlil は、大きな値のものは動作安定性を増すという利点があるが他面マイクロホンへの音声信

0 PI

WIPO 号の新たな揷入に対する応答が損われるという不利があ ]?、他方小さな値のものは安定度が低くなるが確実な応签が行われるということを考慮して決定される。 - 以下の記述を簡単にするため、減算要素は（ν^^ )

5 信号をつく ]3 したがって比較回路は

信号を正のスレッシュホール電圧 th と比較するという限定を行う。

比較器の出力は関連する J - Kフリップフロップの J入力と、残の J - Kフリップフロップの K入力に

10 接続される。例えばュ-ット 1の比較器 1 1 3の出力は、ユニット 1の J - Kフリップフロップ 1 1 4の J 入力に接続されかつ、 J - Kフリッフ。フロッフ ° 2 1 4 および 5 1 4の K人力に OR 要素 2 1 5および 3 1 5 を介して接続される。

15 各 J - Kフリツフ。フロッフ。は普通の J - Kフリツフ。

フロッフ°と同様に動作し下記の真理値表に従う。真理値表

ΐη

J κ Q

20 (0) CO) (Qn)

0 1 0

1 0 1

1 1 "Qn ここに： tn=クロックパルス前のビットタイム

25 tn+1 =クロックノミノレスビットタイム

(JMPI 各 J - K フリップフ口ップは適当なパルス発生器 1 6 で発生されるクロックハ。ルスで駆動される。ク口ックパルスの反復率は J - K フリッフ。フロッフ。の応答を速くするために比較的高く選定される。実用的なク π ックノミルス反復周波数として数十 KHz ないしはそれ以上のもの力 s好ましい。

各 J - K フリップフロップの Q出力は関連する音声スイツチの制御電極ないしゲートに接続されている。例えばュニット 1 の音声スィッチ 1 0 Sはュ- ッ卜 1 の J - K フリップフロップ 1 1 4 の Q出力に接続される o

音声スィツチ 1 0 3は、 J" - Kフリッフ。フロッフ。 1 1 4の Q出力が論理「 1 」（例、「ハイ」レベル）になったときターンオンし、論理「 1」であ ])限ォン状態を維持し、論理「 0」（例「 _n— Jレベル）になつたときターンオフし、論理「 0」である限 ]? オフ状態を維持する。音声スィツチは電界効果トランジスタ等の可制御半導体スィツチで構成される。

第 3図に示す音声スィツチング制御システムの代表的な動作は次のようになる。

まず、 3局間のいずれの音声伝送チャンネルにも実効的な音声信号が存在せず、したがっていずれの比較器も論理「 0」信号を出力してすベての J - K フリツプフロップの J 、 K入力に与えているとし、このときフリツフ。フロッフ ° 2 1 4のみが論理「 1」信号を出力

O PI

W1PO していて音声スィツチ 2 0 Sをオン位置に制御してお 1)、' 他のフリツフ。フロッフ ° 1 1 4および 3 1 4は論理「 0」信号を出力していて音声スィツチ 1 0 3および 5 0 3をオフ状態に制御しているとする。

このような状態の下で、第 1 局の使用者がマイク口ホン 1 0 1へメッセ一ジの揷入を開始すると、この揷入によ比較器 1 1 5の制御入力である（Vi- ^) 信号がスレッシュホール電圧 νΐΐι よ！）大きくなる。このた、比較器 1 1 3の出力は論理「 0」に変わ！）、

10 これがフリッフ。フロッフ ° 1 1 4の J入力とフリツフ。フロッフ ° 2 1 4および 3 1 4の K入力に送られる。この結果、第 1の J - Kフリップフロッフ ° 1 1 4は J = 1、 K= 0の入力を受取、第 2 と第 3の J - Κフリップフロップ 2 1 4 と 5 1 4は J= 0、 K = の入力を受

15 取ることになる。 J - Kフリツフ。フロッフ。の真理値表を参照するに、続く最初のクロックハ。ルスを受けて、第 1の cT - Kフリッフ。フロッフ。はセッ卜されて論理「 1」の Q出力を発生して第 1の音声スィツチ 1 0 5 をターンオンし、こうして揷入された音声メッセージ

20 は第 2と第 5のラウスビーカ一 2 0 2と 3 0 2に伝送される。同時に、第 2の J - Kフリツフ。フロップはリセッ -卜されて第 2の音声スィツチ 2 0 3をターンォフする。この間、第 3の J - Kフリップフロップ 314 はリセッ卜状態のままであ第 3の音声スィツチ 303

25 はオフ状態に制御されている。音声スィッチ 2 0 5 と 3 0 3のオフ状態によ、音声信号に対するいかなる閉ループの形成も防止されこのような状態の下で、第 2局の使用者がマイクロホン 2 0 に向って新しいメッセージの揷入を開始すると、マイクロホン 2 0 1の出力は、第 1 局からの音声メッセージを受取っているラウスヒ。一力 τ2 0 2 との音響結合（点線 2 1 7で示すもの）による出力成分に加算されて増大する。こうして、第 2の比較器

2 1 5への -ν₂ ) 入力信号がスレッシュホール電 E Vtn よ ])大きくな i?、比較器 2 1 3は論理「 1」の信号を出力する。このため、第 2のフリップフロップ 2 1 4の - 〖入カ状態は = 0、 K= 1 から J = 1、 K= 1 に変わ ]?、同時に、第 1 のフリツフ。フロッ - 1 1 4の J - K入力状態は J = 1、 K = 0から J = 1、 K = 1 に変わる。再び J - Kフリップフロップの真理値表を参照するに、続く最初のク口ックパルスの後、第 2のフリップフロップ 2 1 4は反転してその Q 出力に論理「 1」信号をつく 1)だして第 2の音声スィツチ 2 0 3をターンオンし、また、第 1のフリツフ。フロッフ ° 1 1 4 も反転するが、この反転は、その Q出力に論理「0」信号をつく 1)だすため第 1の音声スイツチ 1 0 3はターンオンされることになる。

ここで理解されることは、第 1 の J - Kフリップフロッフ ° 1 1 4の反転は第 1 の音声スィッチをタ .一ンォ

ΟΜΡΙ フする役目をし、他方、第 2のフりッフ。フロッフ。 214 の反転は第 2の音声スィツチをターンオンする役目をするということである。

第 1の音声スィツチ 1 0 3のオフ状態と第 2の音声

5 スィッチ 2 0 3のオン状態は、保持すなわち安定にして、以て、第 1のマイクロホン 1 0 1からの第 1の音声メッセージの中新を確立し、第 2のマイクロホン 20 1に新たに揷入された第 2の眘声メッセージの伝送を確立させなければならない。

10 このような安定化は、 J == 1、 K= 1入力を受け取つた後、第 1の比較器 1 1 3を反転させて第 1の J - Kフリッフ。フロッフ。 1 1 4に J = 0、 K= 1入力を与え第 2の J - Kフリツフ。フ口ッフ。 2 1 4に J = 1、 K == 0入力を与えることによって達成される。詳しくい

15 えば、ュニット 1の検出回路は、第 2の音声スィツチ

2 0 5のターンオン直後に、第 1のラウスヒ。一カー 1 0 2の入カライン上の点 1 0 8, における音声信号の増大を感知する。検出電 Ev₂ の急峻な増大は第 1 のマイクロホン 1 0 1からの検出電 £_Vl に対抗する

20 ため、 0；! -v₂ ) 信号の大きさはスレッシュホールト電 E Vti!よ低くな ])、第 1の比較器は論理「 0」信号を出力する。このため、第 1のフリップフロップ

1 4は K= 1入力の下で J = 0入力を受取、第 2 のフリップフロップ 2 1 4は J= 1入力の下で Κ=0

25 入力を受取ることになる。つづいてクロックパルス

0ΜΡΙ WiPO

' .'.' 受取ると、第 1 のフリップフロッフ。はリセットされ第 1 の音声スィッチ 1 0 3のオフ状態を確立し、第 2 のフリツフ。フロッフ。はセッ卜され第 2の音南スィツ ^ 2 0 5のオン状態を確立する。

このような動作期間中、第 5のフリップフロップ 3 1 4は《1 = 0、 K= 1 の入力条件の下でリセット状態を維持してお 1?第 5の音声スィツチ 3 0 5をオフ状態に制御している。

このようにして、第 2のマイクロホン 2 0 1 に揷入された新たな音声メッセージは確実に第 1 と第 5のラゥト'ス匕。一力一 1 0 2と 5 0 2に伝送され、他方第 1 のマイク口ホン 1 0 1 に揷入されつづけている最初の音声メッセージは中断される。図示のシステムでは、新しいメッセージ挿入によ ]?第 2の比較器 2 1 3が反転してその出力が論理「 0」から「 1」になった時点から、第 1の比較器 1 1 5が反転してその出力が論理

「 1」から「 0」にな ]?、スィッチ 1 0 3のオフ状態およびスィッチ 2 0 5のオン状態が確立（安定）する時点までの時間を、無視できる程度（増幅器 2 0 7 が増幅音声信号を確立するのに要する時間を含めて 1 ミリ秒程度）にすることができる。

さて、第 5図を参照するに、 1対の局間の音声信号を制御する音声スィツチング制御システムの好ましい実施例が示されている。

. 第 3図と第 2図と間には、同一の回路要素に対して

OMPI

WIPO は同一の参照番号を付している。

しかし、第 5図の実施例においては、第 1 と第 2の音声スイッチ 1 0 3と 2 0 5 とを共通制御する単一の' J - Kフリツフ。フロッフ。 C 1 4を使用していることに注目されたい。

共用 J - Kフリツフ。 G 1 4は第 1 の比較器 1 1 5に接続された J入力、第 2の比較器 2 1 3に接続された K入力第 1 の音声スィツチ 1 0 3に接続された Q出力および第 2の音声スィツチ 2 0 δに接続された Q出力を有する。

単一 J - Kフリッフ。フロッフ。のこのような配置ないし構成 Aは、 2つのフリップフ口ッフ。を用いて、その第 1 のフリツフ。フロッフ。の J入力、 K人力、 Q出力をそれぞれ第 1 の比較器第 2の比.較器、第 1の音声スィツチに接続した構成と、第 2のフリップフロップの J入力、 K入力、 Q出力をそれぞれ第 1 の比較器、第 2 の比較器、第 2の音声スィツチに接続した構成 A₂ と、を組合せた配置と論理上等価である。さらに、第 2のフリップフロップのこのような構成 A ₂ は、第 2のフリップフロップの J入力、 K入力、 Q出力をそれぞれ第 2の比較器、第 1 の比較器、第 2の音声スィツチに接続した構成と動作上等しい。

したがって、単一フリッフ。フロッフ。 G 1 4の配置搆成 Aは、第 1 のフリッフ。フロップの構成と第 2のフリップフロッフ。の構成とを組合せた配置構成 A'

0 PI に動作上等しい。この構成 A は第 1 図に示す 1対の

J - Kフリップフ α ッフ。の構成と同一である。

したがって第 3図に示す共用の単一フリップフ口ップを用いた音声スイッチング.システムは、第 1 図に関して述べたのと同様な動作を行う。しかも第 2図の実施例に示す各種の利点も確保する。

OMPI WIPO

Claims

請求の範囲

1. それぞれマイク α ホンと拡声スヒ。一力一を含む複数の局の間に伝送される音声信号を制御する音声スィツチング制御システムであって、

5 (ィ）相異なる音声信号伝送路上に配置された少なくとも 2つの音声スィツチと、

(口）前記音声信号伝送路の各々は、前記局のうち相異なるひとつの局のマイク口ホンと残 ]3の局の拡声スピーカ一とを動作上接続し得るように構成されて

1 0 いることと、

Η 前記複数のマイクロホンの全ての出力音声信号と前記複数の拡声スヒ。一カーの全ての入力音声信号を検出する.検出装置と、

Η それぞれ、相異なるひとつの局のマイクロホン

1 5 からの出力を検出した制御信号とそれと同一の局の拡毐スピーカ一^ ^の入力を検出した制御信号とを比較する複数の比較装置と、

( 前記比較装置の各々は、関連するマイク α ホンの出力音声信号が関連する拡声スピー力一の入力音

20 声信号よ ]3大きいときのみに第 1 の信号をつくだし、その他の音声信号の状態のときは第 2の信号をつくだすことと、

Η それぞれ、前記複数の音声スィッチのうち関連するひとつの音スィツチを、該音声スィツチのォ

25 ン状態を規定する第 1 の位置およびオフ状態を規定する第 2の位置に選択的に制御する複数の論理回路と、 '

(卜）前記論理回路の各々は、関連するひとつの比較装置の出力を受け取る第 1 の制御人力と残！）の比較装置の出力を受け取る第 2の制御入力を有することと、

前記論理回路の各々は、その第 1 の制御人力が関連する比較装置から前記第 1 の信号を受け取！）かつその第 2の制御入力が残 1)の比較装置のいずれかひとつから前記第 2の信号を受け取った際に、セットされて前記複数の音声スィツチのうち関連するひとつの音声スィツチを前記第 1 の位置へと制御し、その第 1 の制御入力が関連する比較装置から前記第 2の信号を受け取]?かつその第 2の制御入力が残の比較装置のいずれかひとつから前記第 1の信号を受け取った際に、リセットされて関違する音声スィツチを前記第 2の位置へと制御し、その第 1 の制御入力が関連する比較装置から前記第 1 の信号を受け取 1?かつその第 2の制御入力が残 1?の比較装置のいずれかひとつから前記第 1 の信号を受け取った際に、反転されて関連する音声スィツチの位置を反転させることと、

から成、以て前記局のいずれかひとつの局のマイク α ホンに新たな音声メッセージが揷入されたことによ 1)、それまでそのマイクロホンに関連する拡声-スビ一

Ο ΡΙ_ 力一に伝送されていた他の音毐メッセージが中断されこの新たに揷入された音声メッセージ力⁵、関連する音声スィツチによって音声信号の減衰をうけることなぐ残）の局に伝送されるようにしたことを特徵とする音声スイッチング制御システム。

2. 請求の範囲第 1項記載の制御システムにおいて、前記検出装置、前記比較装置および前記論理回路は、それぞれ動作上同一な'少なくとも 3 つの要素から成つてお ])、以て前記局の相異なる局のところにいる 3つ

1 0 以上のグループの人々によ電話会議通信が行われるようにしたこと。

5. 請求の範囲第 1項記載の制御システムにおいて、前記論理回路の各々は、ひとつの J - Kフリップフロップで構成されていること。

1 5 4. 請求の範囲第 1 項記載の制御システムにおいて、前記拡声スピー力一入力音声信号検出装置の各々は、増幅器、整流回路および平滑回路から成るのに対し前記マイクロホン出力音声信号検出装置の各々は増幅器および整流回路のみから成]?、以て前記の新たに揷入

20 された音声メッセージが、関違する音声スィツチの実質上遅れのないターンオンによって残 1?の局に伝送されるようにしたこと。

5. 請求の範囲第 1項記載の制御システムにおいて、前記比較装置はマイク α ホン出力信号から検出した制

25 御信号と拡声スビ一力一入力信号から検出した制御信号とを減算する減算回路と、その減算した信号を所定のスレッシュホールト'電 E信号と比較する比較回路と、カら成ること。

6. 請求の範囲第 1項記載の制御システムであって 1 対の局間に伝送される音声镡号を制御するシステムにおいて、前記論理回路は、単一の J - Kフリップフロップから成])、該 J - Kフリップフロップは前記比較装置のうち一方の比較装置に接続された J入力および他方の比較装置に接続された κ入力を有し、さらに、前記音声スィツチのうち一方の音声スィツチに接続された Q出力および他方の音声スイッチに接続された Q出力を有すること。

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