JPS592234B2 - 押ボタンｐｃｍ符号化多周波信号用受信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多周波信号認識に関し、特に押ボタン式電話機
から多周波信号を受け取るための受信機に関するもので
ある。

現在のデイジタル電話交換に訃いては、電話機に送られ
た信号は加入者線回路のレベルに卦いて、すなわち交換
される前にすでに符号化されたＰＣＭである。

電話機が多周波押ボタン電話殻である場合、前記したよ
うなことが行われて訃り、またダイヤル信号は同じＰＣ
Ｍコードを有し、このような形式の下では、それらのダ
イヤル信号は、あまりにも高価になわすぎる二重変換を
避けるために識別されなければならない。

当業界で知られている押ボタン信号受信機は、時間で量
子化されていない非標本化信号を処理しやすく、基本的
には各々リミツタ回路が後に設けられる二つのアナログ
バンドースプリツトフイルタよりなり、前記リミツタ回
路の出力は、ダイヤルされた数字を抽出しかつそれを交
換に送る認識回路により分析され、また前記公知の受信
機は標本化された信号を取り扱うのには適当でなく、そ
れに加えて、それらの受信機は大規模なモノリシツク集
積に適当でないために複雑で取ジ扱いにくい構造を有し
ている。

・、前記した公知の受信機の改良は、例えば、ＭＫ５ｌ
Ｏ２Ｎ−５で表わされるモステツク（ＭＯｓ一Ｔｅｋ）
による部品を使用することによつて認識回路のみを大規
模に集積することによつて行われている。

この種の公知の認識回路は、受信機への入力信号がＰＣ
Ｍ符号化されている時には使用することができない。

実際、このような場合には、パンドーズフリットフィル
タはディジタルでなければならず、二つのフィルタの各
々以外の標本は時間的に遠すぎるので、零の通過（次い
で各リミツタから出る波形の縁部）が起こる瞬間の決定
に卦ける精度があまりにも低く、前記した大規模集積さ
れた認識回路は全く有用性がないものとなつてしまう。

これらの欠点を克服するため、認識回路のソフトウエア
卦よびハードウエアの両方を改良することにより様々な
試みがなされて来ている。

ところが、このような試みは明らかに次のような二つの
結果を伴うものである。すなわち、これらの試みはコス
トが高く、しかも大規模集積によリこれらの回路を得る
ことが極めて困難であるということである。前記した問
題卦よひ他の問題はＰＣＭ符号化多周波信号のための受
信機に関する本発明により解決されるものである。

本発明の受信機に訃いては、認識回路とバンドースプリ
ツトデイジタルフイルタの対との間には、二つのリミツ
タ一補間回路が挿入され、この回路はＰＣＭの標本間隔
よりも少い誤りで、フィルタの出力に存在する標本の連
続に対応する波形のエンベロープを零への通過の瞬間の
決定を改善することができる。本発明の目的は、二つの
バンドースプリツトデイジタルフイルタよりなジ、該フ
イルタの後には、前記フィルタによりかつ二つのリミッ
タ−補間回路により発生された信号のレベルを制御する
よう構成された二つの回路が後続的に設けられ、それら
の出力に卦いては、前記多周波信号によつて伝送された
数字を認識する回路が接続され、前記リミツタ一補間回
路は、ＰＣＭ符号化された多周波信号を得るためのアナ
ログ波形の零の通過の瞬間を決定するのに適当である。

本発明の前記した特徴訃よび他の特徴は添付図面に関し
て行う実施例の説明からさらに明らかとなるであろう。

図面の第１図に｝いて、符号Ｄｐは受話器の入力に存在
するビツトを示し、このビツトは多周波信号標本のＰＣ
Ｍ符号化されたデイジタル値に相当する。

符号ＦＡは、低周波に関する標本から高周波に関する標
本を区分し、高周波標本をそのまま残すようにビツトＢ
ｐを受け取つて処理するのに適当な公知のデイジタルフ
イルタを示す。

符号ＦＢは低周波に関する標本を通過させる類似デイジ
タルフイルタを示す。

この目的のため、多周波受信機のためには、低周波数は
６９７Ｈｚと９４１Ｈｚとの間の周波数よりなり、高周
波数は１２０９ＨＺと１６３３ＨＺとの間の周波数より
なることに留意することが有用である。

符号ＣＬＡ｝よびＣＬＢは、信号レベルを制御しかつそ
の信号レベルが所定の最小値よりも高い時にのみフイル
タＦＡ訃よびＦＢからその適当な入力に訃いて受信した
信号の通過を可能にすることができる二つの回路を示し
て卦り、例えば多周波信号受信機についてのＣＥＰＴ仕
様書から誘導することができる。

符号ＳＩＡ訃よひＳｌＢはそれぞれ回路ＣＬＡ訃よびＣ
ＬＢの出力に接続された互に同一の二つのリミツタ一補
間回路を示し、これらの回路ＳＩＡ｝よひＳＩＢは、回
路ＣＬＡ訃よひＣＬＢにより受信された標本の連続に対
応する波形エンベロープが零を通過する瞬間を、標本化
間隔に関して十分な精度で決定するのに適当なものであ
る。

回路ＳＩＡ，ＳＩＢの構造訃よび作動は第２図に関して
後で説明する。符号ＣＲは、その両方を回路ＳＩＡ卦よ
ひＳＩＢから受け取る信号の対に基づいて伝送された数
字を解読できる任意の公知の形式の認識回路を表わす。

第２図に卦いては、符号ＲＸは平列形の慣用のレジスタ
を示し、このレジスタは（周波数Ｆｃｖ訃よび期間Ｔ。

ｖ）のクロツク信号ＣＫと同期して、結線１の人力に卦
いて受信した二進標本を標本化周波数Ｆｃの期間Ｔ。と
等しい時間だけ遅らせることができる。この遅れは周波
数Ｆ。

で繰り返される期間Ｔｃｖのパルスよりなる制御信号Ｃ
Ｘによつて得られる。制御信号ＣＸは次のような方式で
動作する。制御信号ＣＸが論理レベル６１１にある時、
レジスタＲＸは結線１上の入力に存在する標本を記憶し
、それと反対に制御信号ＣＸが論理レベル“Ｏ”にある
時には、レジスタＲＸは結線２の出力に存在する標本を
保持する。前記した信号ＣＫ｝よびＣＸはそれぞれクロ
ック信号卦よびＰＣＭのフレーム同期に対応し、また通
常本発明の対称である装置が挿入される交換内の信号Ｐ
ＣＭの流れから取り出される。

符号Ｓは、結線１に接続された入力に卦いて受信された
標本の他のビツトに対して符号ビツトを分離しかつ通過
させる公知の形式の回路を示している。

正のすなわち零の値の標本は論理値“１”に相当し、ま
た負の標本は論理値゛０゛に相当する。符号Ｍｌ，Ｍ２
は受信された標本の係数を符号化するビツトを分離させ
かつ通過させる公知の形式の二つの回路を示して｝り、
回路Ｍ１ち一よびＭ２の入力はそれぞれＲＸの前後に｝
いて結線１卦よび２に接続されている。

符号Ｒ１は回路Ｍ１卦よびＭ２からの人力に卦いて時間
的に連続する二つの標本の係数を受信することができる
論理補間回路網を示し、以下に説明するような適当な算
術演算を行い、また結線３上の出力に卦いて結果を出力
する。

前記算術演算が行われると、ＲＩのような論理回路網の
実施例は当業者にとつては別に問題となるようなもので
はない。

符号ＰはＥＸ−０Ｒ型の通常の論理ゲートを小している
。

符号ＧＰは入力信号の転換に伴つて、クロツク信号の期
間Ｔｃｖと等しい期間を有するパルスを発生することの
できる回路を示し、この回路ＧＰは線６を介して回路Ｓ
から入力信号を受け取る。

前記型式の回路ＧＰは当業界では良く知られている。符
号Ｃはクロツク信号ＣＫと同期的であり、その信号が論
理値“０”に置かれている場合には線４から受信した信
号により同期的にりセツトでき、あるいはこの信号が論
理値”１゛にある場合にはカウント動作を行うことので
きる通常のカウンタ係数Ｎ（Ｎ−ＦＯｖ／ＦＯ）を示し
ている。

カウンタＣは二つの人力を有している。先ず第１の人力
は結線５に接続され、以下に説明する比較器ＣＭＰに対
してカウンタ自体の内容を供給し、第２の出力は線８に
接続され、カウンタが本実施例ではＮ−１に等しい最大
のカウント値に達した時に論理値“１”を発生する。符
号ＣＭＰは、カウンタＣ卦よび補間回路網ＲＩに接続さ
れた二つの入力において受信する二進数が等しい時には
線９の出力に訃いて論理８ｒを発生することができる通
常の論理比較器を示し、この比較器ＣＭＰはその反対の
場合には論理１０″を作り出す。

符号ＲＳは第３図に示す転換表卦よび出力により形成さ
れる連続的論理回路網を示している。

第３図の表に卦いて、ｙ卦よびＹに表わされる欄はそれ
ぞれタロツク信号ＣＫと同期した連続的な論理ＲＳ（第
２図）の現在および将来の状態を表わし、７，９，８に
より表わされる欄は数字により表わされるＲＳの人力線
上に存在する論理レベルを示し、また１０，４により表
わされる欄は出力線上に存在する論理レベルを表わす。
ＲＳの状態ｙ訃よび人力線７，９，８上に存在する論理
レベルに関して、出力線１０，４上に存在する論理レベ
ルおよびＲＳが将来クロツク信号ＣＫの前にとる状態Ｙ
が示されている。

第３図の表の横線は、考慮される欄に対して線がとる論
理値が出力の値訃よび将来の状態の値を決定するのに関
与しないことを示している。第４図に訃いては、符号ｘ
（ｔ）はアナログ形の制限波信号を示し、この場合に卦
ける曲線のいくつかの部分は回路ＳＩＡ訃よびＳＩＢ（
第１図）の入力に存在する標本ば取りたされるものと仮
定される零の通過訃よび標本化の瞬間に対応する状態を
示している。

符号Ｔ。は標本化周波数の期間を示し、符号ＴＯ，ｔ♂
，ＴＯ５は正弦波の符号変化の前の標本化の瞬間と零を
通過する瞬間との間に経過する時間を示している。また
第４図に卦いて、関数μｉ（ｔ）はその標本化の前に卦
ける正弦波の符号ｘ（ｔ）の時間に卦ける向きを示し、
関数μ２（ｔ）は標本化の後に訃ける正弦波ｘ（ｔ）の
符号の向きを示し、関数μ３（ｔ）は標本化期間Ｔ。

により遅らされる関数μｍ（ｔ）と関数μ２（ｔ）との
間の差を表わすもので、次式のようにして表わされる。
公知の認識回路（第１図のＣＲを参照）は、それらが入
力に訃いて受信する信号は型式μｍ（ｔ）であるので、
非標本化信号についてそわらの仕事を完全に実行するこ
とができ、その場合波形の前部はｘ（ｔ）の零の通過と
完全に一致する。

その反対に、標本化された信号が分析される時には、認
識回路はその入力に｝いて、その前部がｘ（ｔ）の零の
通過に対して不具合な状態で対応し第４図の型式μ３（
ｔ）の関数により時間で表わされ、かつ（１）式により
分析的に表わされる無視できない誤差を生じるような波
形μ２（ｔ）を受信する。

本発明の装置は、以下に説明するように知られたμ２（
ｔ）の付加訃よび関数μ３（ｔ）の近似表現μ３″（ｔ
）により得られるμｍ（ｔ−Ｔｃ）の近似関数を得るこ
とによジ前記誤差を解消するものである。μ３′（ｔ）
を作わ出すため、あらゆることに先立つて、第５図に関
して後で説明する線形補間の法則を使用することによね
、関数μ３（ｔ）に関して時間ＴＯ，ｔ♂，ＴＯ″・・
・が計算される。第５図に訃いては、第４図の正弦波ｘ
（ｔ）の零交差が拡大して示されている。

符号Ｘ。−１卦よひＸｎはそれぞれｘ（ｔ）の符号変化
の前後に訃ける標本を示し、ＴＯ卦よびＴ。は第４図の
ものと同じ時間を示す。符号Ｔ。

ａは第５図に示すように、縦座標Ｘｎ−，卦よびＸｎを
持つ点を直線のセグメントにより結合して得られるＴＯ
の近似値を示す。前記時間の値Ｔ。

ａは次式の関係から線形一補間の法則を適用すること（
こより得ることができる。ここで、Ｘｎ卦よひＸ。−１
は標本Ｘｎ卦よびＸｎ−１の絶対値を示す。Ｆｃｖを標
本化周波数Ｆ。

のＮ倍と等しいと呼ぶことにより、時間Ｔ。ａ（Ｆｉｆ
Ｏｖの期間Ｔｃｖの倍数Ｎ。ａで測定することができる
。このようにして、（２）式は次のようになる。｝の整
数部分（３） 例えばＴ。

ａ，ｔ′０ａ，ｔ″０ａ・・・のような時間訃よびＮ。
ａ，Ｎ′０ａ，マ。ａ・・・のような数字が抽出される
と、本発明の装置は波形μ３ｍ（ｔ）を発生し、この波
形は波形μ′３（ｔ）の絶対値に等しく、まだ所望の波
形μ′ｌ（ｔ−ＴＯ）を得る波形μ″３ｍ（ｔ）とμ２
（ｔ）との間の排他的０Ｒの機能を遂行する。次に、第
２図に示した装置の作動を説明する。前記式（３）の関
係によるＮ。ａの計算は第２図の論理補間回路網ＲＩに
より行われる。波形μ′３ｍ（ｔ）はゲートＰの人力に
接続された線１０上の回路ＲＳ（第２図）により始めら
れる。波形μ２（ｔ）はゲートＰの他の一つの人力に接
続された線６上の回路Ｓより始められる〇波形μ２（ｔ
）とμ′３ｍ（ｔ）との間の機能ＥＸ−０ＲはゲートＰ
により実行▲れ、該ゲートＰは線１１上の出力に訃いて
所要の波形μ″１（ｔ−Ｔｃ）を作ｂ出す。

レジスタＲＸは標本化期間Ｔ。

と等しい時間だけ遅延線として働き、このようにして結
線１と２の上には、人力信号の二つの連続的な標本が常
に存在していることになる。前記二つの標本の係数の値
は回路Ｍ１およびＭ２の出力において存在し、一方現在
の標本の符号はＳの出力に存在する。

各標本化期間Ｔｃの始めに卦いては、回路網ＲＩは結線
３上の出力に訃いて、前記（３）式の関係に基づいて計
算された数字を供給する。

前記数字は、二つの考慮された標本がＸｎ卦よびＸｎ−
１の型式よりなるもの、すなわち反対の符号よりなるも
のである場合に訃いてのみ、値ＮＯａを有している。

この状態は回路ＧＰにより検出され、該回路ＧＰは、線
６に接続されたその人力に卦いて論理値゛０゛から論理
値８１゛またはその逆への転換が起こる時には、線７上
の出力に卦いて論理０を発生する。

第２プロツクのＣＭＰ，．ＣおよびＲＳは、符号変化の
瞬間から、クロツク信号ＣＫＯ）ＮＯａ期間と等しい時
間寸なわち時間Ｎ。

ａ− Ｔｃｖの間だけ線１０に接続されたＲＳの出力を
論理レベル“ビに保つように協働し、このようにして第
４図の波形μ′３ｍ（ｔ）を作Ｄ出す。例えば、順序論
理回路網ＲＳが状態“Ｏ゛（第３図に卦けるｙ−０）で
あるものと仮定すると、ＧＰの出力が線８｝よひ９によ
りとられる論理値とは独立的に線７上に論理レベル“１
″を保つ限り、論理６０７が線１０上に存在する。

同じ条件の下で、タロツク信号ＣＫの波頭に到達すると
、カウンタＣはその内容に零を保ち、線４の上には論理
“０１が存在し、回路網Ｓはその状態を変えない。

それとは反対に、ＧＰの出力が″０１に移る時、次の二
つの場合が可能となる。

１）結線３上に存在するＮ。

ａの値は零に等しく、またカウンタＣから出る現在の値
（第３図の表から明らかなように、線９上の論理゛１″
の存在によう検出される）と等しくなる。この場合出力
１０｝よび４ば０゛に保たれ、カウンタＣはその内容を
変えない。２）ＮＯａの値は零とは異なり、したがつて
カウンタＣの出力に存在する値（線９上の論理゛０゛の
存在により第３図に示すようにして検出される）とは異
なり、この場合、出力１０と４は゛Ｆ゛に保たれる。

クロツク信号ＣＫの到達により、カウンタＣは１ステツ
プだけ増し、回路ＲＳは状態“１゛に変わる。

この時、回路網ＲＳが状態”１”（第３図の表に卦いて
ｙ−１）となつているので入力の次のような状態が可能
となる。

１）結線３上に存在するＮ。

ａの値はカウンタＣの出力の現在の値（線９上に論理３
１”が存在する）と等しく、その場合、線１０の上には
、ＲＳの出力に｝いて、論理ゞ３０″が存在し、クロツ
ク信号ＣＫの波頭が到達すると、カウンタＣはゼロにり
セツトされかつ回路網ＲＳは再ひ状態３０゛となる。２
）結線３上に存在するＮ。

ａの値はカウンタＣの現在の値（線９上に論理“０゛が
存在する）とは異なる。このようにして、論理６０”が
線８の土に存在する限り（カウンタＣはその最大値に達
していない）出力１０と４は′″１″に保たれ、その結
果、クロツク信号ＣＫの波頭が到着すると、カウンタＣ
は１ステツプだけ増しかつ回路網ＲＳは状態″１″のま
まである。

それとは逆に、論理゛１”が線８上に存在する場合（カ
ウンタＣはその最大値に達している）、出力１０が再び
論理６１”に置かれ、他方出力４は出力６０゛に置かれ
ている。

その結果クロツク信号ＣＫの波頭が到着すると、カウン
タＣは零にりセツトされかつ回路網ＲＳは再び状態“０
゛になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多周波信号受信機のプロック図、
第２図は第１図においてＳＩＡ，ＳＩＢで表わされる二
つの構造的に等しいプロツクの一つの詳細なプロツク図
、第３図は第２図においてＲＳで示されるプロツクの作
動を説明するための論理図表、第４図は第２図の装置の
作動を説明する概略波形図、第５図は本発明に｝いて使
用される補間規準を説明するための図である。 ＦＡ，ＦＢ・・・・・・パンドーズフリットディジタル
フィルタ、ＣＲ・・・・・・認識回路、ＳＩＡ，ＳＩＢ
・・・・・・リミツタ一補間回路、ＲＸ・・・・・・レ
ジスタ、Ｍｌ，Ｍ２・・・・・・係数分離回路、ＲＩ・
・・・・・補間回路網、ＧＰ・・・・・・パルス発生回
路、ＣＭＰ・・・・・・論理比較器、Ｃ・・・・・・カ
ウンタ、ＲＳ・・・・・・順序回路網、Ｐ・・・・・・
論理回路網、Ｓ・・・・・・符号分離回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二つのバンド−スプリットディジタルフィルタＦＡ
   、ＦＢよりなり、前記フィルタには前記フィルタにより
   発生される信号のレベルを制御するよう構成された二つ
   の回路および二つのリミッター補間回路ＳＩＡ、ＳＩＢ
   が追従し、前記リミッター補間回路の出力には、多周波
   信号によつて伝送される数字を認識する回路ＣＲが接続
   され、前記リミッター補間回路ＳＩＡ、ＳＩＢは、その
   アナログ波形からＰＣＭ符号化多周波信号が得られるア
   ナログ波形が零を通過する瞬間を決定する押ボタンＰＣ
   Ｍ符号化多周波信号用受信機。 ２ 前記リミッター補間回路ＳＩＡ、ＳＩＢの各各は、
   標本化期間（Ｔｃ）と等しい時間だけ受信された標本に
   対する遅延線として作動する並列形のレジスタＲＸと、
   前記レジスタＲＸの前に接続され、受信された標本の符
   号を決定する符号分離回路Ｓと、それぞれ前記レジスタ
   ＲＸの前後に設けられ、前記レジスタの前（ｘ＿ｎ＿−
   ＿１）および後（ｘ＿ｎ）に存在する二つの標本に対す
   る各標本化期間（Ｔｃ）において、次式による線形の補
   間を行う第１Ｍ１および第２Ｍ２系数分離回路により接
   続された補間回路網ＲＩと、Ｎｏａ＝Ｉ｛（｜ｘ＿ｎ＿
   −＿１｜・Ｎ）／（｜ｘ＿ｎ｜＋｜ｘ＿ｎ＿−＿１｜）
   ｝式中、Ｉは括弧で示す部分の整数部分をとらなければ
   ならないことを示し、Ｎｏａは補間の積であり、Ｎはク
   ロック信号（ＣＫ）の周波数（ｆ＿ｃ＿ｖ）と標本化周
   波数（ｆ＿ｃ）との間の比であり、｜ｘ＿ｎ＿−＿１｜
   はレジスタの後の標本係数の値であり、｜ｘ＿ｎ｜はレ
   ジスタの前の標本係数の値であり、前記符号分離回路Ｓ
   の出力に接続されたその入力において論理レベルの変化
   がある時には、クロック信号（ＣＫ）の期間（Ｔ＿ｃ＿
   ｖ）と等しい期間のパルスを発生することができるパル
   ス発生回路ＧＰと、パルスが前記順序論理回路網ＲＳの
   入力の一つに接続された前記パルス発生回路ＧＰにより
   発生される瞬間に始まりかつＮ＿ｏ＿ａ・Ｔ＿ｃ＿ｖと
   等しい期間だけ持続する時間にわたつて前記順序論理回
   路網ＲＳの外部出力１０上に論理値“１”を保つよう協
   働できる、二つの入力および一つの出力を持つ論理比較
   器ＣＭＰ、係数Ｎを持つ同期カウンタＣおよび順序論理
   回路網ＲＳと、その出力上にかつ受信機の出力上に、前
   記順序論理回路網ＲＳの外部出力１０上に存在する論理
   値および前記符号分離回路Ｓから生じる論理値の排他的
   ＯＲを発生することのできるＥＸ−ＯＲ型の論理ゲート
   Ｐとからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の押ボタンＰＣＭ符号化多周波信号用受信機。 ３ 前記補間回路網ＲＩにより計算された補間の積は、
   前記レジスタＲＸの前（ｘ＿ｎ＿−＿１）と後（ｘ＿ｎ
   ）における前記標本が反対の符号を持つ時にのみ、Ｎｏ
   ａと等しいことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の押ボタンＰＣＭ符号化多周波信号用受信機。