NO145122B - Holdekrets i en mottageranordning for detektering av to tonefrekvenser i et tonesignal - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en holdekrets i en mottakeranordning ved -såkalt MFC-signalering for detektering av et innkommende tonesignal bestående av to tonefrekvenser av en bestemt verdi. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en holdekrets for inngangssignalet til mottakeranordningen, hvorved en korrekt detektering av tonefrekvensene som inngår i tonesignalet véd opptreden av støysighaler med kort varighet, kan tilveiebringes.

Ved signalering mellom f.eks. to telefonsentraler er det van-

lig å benytte såkalt MFC-signalering, hvilket, innebærer at signalinformasjon utsendes fra den ene automaten som en kombi-nasjon av to forskjellige frekvenser. Frekvensene som inngår i tonesignalet ,er derved valgt ut fra seks forskjellige frekvensverdier ifølge en bestemt kode. Det utsendte tonesignalet, som representerer signalinformasjonen, består således av to tonermed forskjellige frekvenskomponenter, og den frekvenskombinasjon som er valgt, representerer den signalinformasjon som ønskes overført, f.eks. signalinformasjon om nedkobling, siffer-tagning osv. fra den sendende sentralen. De to tonene kan, når de kommer inn til mottakeranordningen, ha et nivå mellom -35 og -5 dBm, mens den største tillatte nivåforskjellen mellom tonene-er 7 dB.

Det er tydeligvis viktig at den mottakende sentral på en pålitelig måte detekterer hvilken frekvenskombinasjon som er sendt ut fra den sendende sentralen , slik at det skjer en korrekt vur-dering av den overførte signalinformasjon. Et støy-

signal som opptrer ved den mottakende sentralen , hvilket signal inneholder noen av de frekvensverdier som er beregnet for signa-leringen,- kan feilaktig detekteres i den mottakende sentralens

signalmottaker og dermed gi falsk signalinformasjon. Hensik-ten med å anvende to forskjellige frekvenser i en viss kode i overensstemmelse med prinsippet for MFC-signalering, er nettopp

å unngå ovennevnte risikoer for feilaktig detektering ved opptredende støysignal. Imidlertid gir dette forhold ikke alltid pålitelig mottakelse når et støysignal med en viss varighet

opptrer i telekommunikasjonsutstyret.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en holdekrets som inngår i en mottaker for MFC-signalering for korrekt detektering av innkommende signaleringsinformasjon, hvor mottakeren er praktisk talt ufølsom for et innkommende støy-signal med en viss varighet.

Oppfinnelsen, hvis kjennetegn fremgår av de etterfølgende patent-krav, vil bli beskrevet nærmere under henvisning til vedlagte tegninger. Fig. 1 viser et blokk skjema over en mottaker for MFC-signaler av tidligere kjent type. Fig. 2 viser en blokk skjema for en holdekrets ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser et tidsdiagram over visse signaler som opptrer i kretsen ifølge fig. 2. Fig. 4 viser et tidsdiagram over referansesignalet fra kretsen ifølge fig. 2 sammen med et signal som er utfiltrert i mottakeren. Fig. -5 viser et liknende diagram når et støysignal med en viss varighet kommer inn til mottakeren.

For nærmere å belyse oppfinnelsens prinsipp vil en kjent tone-signalmottaker for MFC-signalering ifølge fig. 1 bli beskrevet nærmere. Den kjente mottakeren innbefatter et antall signalveier koblet i parallell, hvor hver av signalveiene består av et båndpassfilter BPl-BPn, en likeretter RLl-RLn samt en signalkomparator SCl-SCn. Utgange:.o sl-sn for hver av signalkomparatorene SCl-SCn danner utgangene for mottakeren og er koblet til

etterfølgende indikeringsanordning, f.eks. viklingen i et relé.

En referansegiver RG er koblet parallelt med nevnte signalveier for å avgi et referansesignal Uref til signalkomparatorene SCl-SCn i avhengighet av det innkommende signals nivå. Hver signalkomparator har to innganger og en utgang, hvor komparatoren sammenlikner inngangsstørrelsene og gir et utsignal hvis signalet fra den inngang som er koblet til utgangen Ul, over-skrider referansesignalet Uref som opptrer over den andre inngangen. Over mottakerens inngang I opptrer det vanligvis et tonesignal som inneholder de to frekvenskomponenter som er valgt for overføring av signalinformasjonen, og som skal detekteres i mottakeren. Antall signalveier n er lik antall frekvenser fl-fn, ut fra hvilke de to frekvenskomponentene som inngår i tonesignalet, er valgt. Hvert av båndpassfiltrene BPl-BPn er avstemt til hver av frekvensene fl-fn.

Hvis det antas at det innkommende tonesignalet inneholder frekvensene fl og f2, opptrer det et udempet tonesignal med frekvensen fl over utgangen Ul for likeretteren RL1 og et udempet tonesignal med frekvensen f2 over utgangen U2 for likeretteren RL2. Samtidig opptrer tonesignalet som kommer inn til mottakeren, hvilket signal inneholder frekvensene fl og f2 over inngangen til referansegiveren RG. Denne inneholder en likeretter RL i serie med en diode Dl og en dempekrets DF. Mellom dioden

Dl og dempekretsen DF er det koblet en terskelspenning Uo via dioden D2. Når det innkommende signalnivå er så .lavt at den likerettede verdien Ul underskrider terskelspenningen Uo, er dioden D2 ledende og dioden Dl sperret, og referansespenningen Uref er proporsjonal med terskelspenningen Uo. Når nivået for

det innkommende signalet er så hoyt at dets likerettede verdi Ul er storre enn terskelspenningen Uo, er i stedet dioden Dl ledende og diodenD2 sperret, og referansespenningen Uref er proporsjonal med det innkommende tonesignals likespenningsnivå. Hvis et tonesignal som inneholder f.eks. frekvensene fl og f2,kommer inn til mottakeren, er referansespenningen proporsjonal med den likerettede verdi av inngangssignalet i likeretteren RL. De likerettede utgangsspenningene Ul og U2 er således begge større enn denne referansespenning, og et utgangssignal mottas fra signalkomparatorene SCI og SC2, hvilket utgjør en indikering om at to korrekte tonesignaler er mottatt. Hvis et tonesignal med

feil frekvens eller med for lavt nivå kommer inn, er ingen av utgangsstørrelsene Ul-Un større enn referansespenningen Uref og dermed får man intet utgangssignal fra signalkomparatorene SCl-SCn.

I praktisk drift utsettes tonesignalmottakeren for kraftige forstyrrelser som kan gi falsk indikering. For å redusere støyfølsomheten ved kortvarig støysignal kan referansegiveren RG ifølge oppfinnelsen utføres som en holdekrets hvis utseende fremgår av fig. 2.

Holdekretsen ifølge fig. 2 erstatter der referansegiveren RG

i fig. 1. Kretsen i fig. 2 utgjøres hovedsakelig av to parallelle signalveier. Den ene signalveien inneholder en referanse-likeretter RL for helbølge-likeretting av tonesignalet som inn-kommer til mottakeren. Den ene inngangen av en portkrets Gl er forbundet med likeretterens RL utgang. Portkretsen består av

diodene Dl og D2, hvor den ene diodenD2 er koblet til en konstant terskelspenning Uti. Portkretsen Gl gir således et utsignal som utgjøres av det av innsignalene til porten som har det høyeste nivå. Utgangen for portkretsen Gl er koblet dels til en første dempekrets DFl, dels til en andre dempekrets DF2. Dempekretsen DF2 er koblet til den ene dioden D4 som inngår i en andre portkrets G2, hvilken foruten dioden D4 består av dioden D5. Over utgangen av portkretsenG2 oppnås den ønskede referansespenning Uref til signalkomparatorene SC1-SC6 ifølge fig. 1.

Holdekretsens andre signalvei inneholder en signalkomparator CF1 hvis ene inngang er koblet til kretsens inngang og hvis andre inngang er koblet til utgangen av dempekretsen DFl. Signalkomparatoren CF1 gir et utgangssignal kun når momentan-verdien av det innkommende tonesignals nivå er større enn refe-ransesignalnivået Ur fra dempekretsen DFl. I motsatt fall er utsignalet fra komparatoren null. Komparatorens utgang er via en diode D3 koblet til en tidskrets RC. Denne krets består av et RC-ledd, f.eks. et TT -1 edd som inneholder en motstand i seriegrenen og en kondensator samt en ytterligere motstand i hver shuntgren. Tidskretsen RC er koblet til en andre kompa-:,;ratorkrets CF2, hvis ene inngang er koblet til en konstant terskelspenning Ut2, hvor komparatorens utsignal er høyt (=Ut5) hvis terskelspenningen Ut2 er større enn nivået hos dets innsignal, og hvor utsignalet er lavt hvis terskelspenningen Ut2

er mindre enn nivået hos dets innsignal. Holdekretsens to parallelle signalveier er på utgangssiden forbundet via portkretsen G2, hvorved det høyeste av utsignalene fra komparatorkretsen CF2 og dempekretsen DF2 mottas som utsignal. Détte utsignal er betegnet Uref og tilsvarer referansesignalet i den kjente anordningen ifølge fig. 1.

Funksjonen av kretsen i fig. 2 vil først bli beskrevet under henvisning til tidsdiagrammenei f ig. 3 og 4 og under forutsetning av at et korrekt innsignal opptrer over mottakerens inngang.

Med korrekt innsignal menes her et innsignal som består av to bestemte tonefrekvenser (en såkalt svevning), og at signalets varighet er større enn en bestemt verdi f'. Utseendet av et slikt innsignal fremgår av fig. 3a {innsignalet til komparatoren CF1

og likeretteren RL). Det innkommende tonesignalet helbølge-likerettes i likeretteren RL, hvorved man får et signal med hovedsakelig konstant nivå UL, se fig. 3b. Innsignalet til dempekretsen DFl utgjøres i et kortvarig tidsintervall i begynnelsen av tonesignalet av terskelspenningen Uti, ettersom tonesignalets likerettede verdi i begynnelsen vokser mot sitt stasjonære nivå. I fig. 3a-f er det vist det tilfellet hvor terskelnivået Uti er mindre enn det likerettede tonesignalets nivå, men forholdene blir analoge hvis i stedet terskelnivået Uti er større enn det likerettede tonesignalets nivå.

I komparatoren GFl skjer det en sammenlikning av det innkommende tonesignalet med signalet Ur som kommer fra dempekretsen DFl.

For hvert tidsintervall hvor innsignalet er høyere enn signal-nivået som fås fra dempekretsen, får man et høyt nivå fra komparatorkretsen CF1, hvorved en serie pulser ifølge fig. 3c fås. Disse pulser tilføres tidskretsen RC, hvor hver puls fra kom-paatoren CFl lader kondensatoren som inngår i tidskretsen til en bestemt verdi. I den etterfølgende pulspause utlades kondensatoren bare ubetydelig, hvorved man får et utsignal fra kretsen RC ifølge fig. 3d. Dette utsignal sammenliknes i komparatoren CF2 med terskelnivået Ut2. Hvis terskelverdien Ut2 her er større enn signalet som fås fra tidskretsen (t <. ti i fig. 3d), får man et signal med høyt nivå (=Ut5) fra komparatoren CF2, mens man får et signal med lavt nivå (=0) hvis referansenivået Ut2 er mindre enn nivået for signalet fra tidskretsen (tl<t<t2 i fig.3d).

I dempekretsen DF2 skjer det en demping av utsignalet fra portkretsen Gl, hvilket signal utgjøres av det likerettede signalet som kommer inn fra likeretteren RL, hvis dets nivå UL er større en terskelnivået Uti. Portkretsen G2 gir som utsignal det signal som er størst av det likerettede tonesignalet og det signal som mottas fra komparatorkretsen CF2. Dempingen i dempekretsen DF2 og komparatorens CF2 utnivå Ut5 er fortrinnsvis valgt slik at Ut5 alltid er større enn nivået for utsignalet fra dempekretsen DF2, se fig. 3f, som viser referansespenningen Uref.

Ved korrekt innkommende tonesignal vil signalet som fås fra tidskretsen RC, suksessivt vokse slik det fremgår av fig. 3d, slik at ved tidspunktet ti endrer komparatoren CF2 tilstand, og man får et lavt nivå fra denne. Dette nivå er valgt lavere

enn utnivået fra dempekretsen DF2, slik at referansespenningen Uref.nå blir lik nivået for spenningen fra dempekretsen DF2.

I fig. 4 er forløpet for referansespenning Uref nærmere vist, og som sammenlikning utsignalet Ul fra likeretteren RL1 ifølge fig. 1. Referansespenningen Uref antar fra begynnelsen en høy verdi (=Ut5), se fig. 3f, og etter tidspunktet ti en lav verdi, slik at signalet Ul er større enn referansespenningen Uref. Dette innebærer at signalkomparatoren SCI endrer sin tilstand og utgangen sl aktiveres. Ved dette er den ene tonen i det innkommende tonesignalet blitt detektert. På liknende måte detekteres den andre tonen, f.eks. U2.

Det antas nå at et støysignal med samme utseende, dvs. samme frekvens som det korrekte signalet, men med kort varighet, opptrår på mottakerens inngang I, se fig. 5a. F.eks. kan man. anta at støysignalets varighet kun er en halv periode av svevnings-frekvensen for det korrekte signalet, se fig. 3a. Utsignalet fra tidskretsen RC når da aldri opp til terskelnivået Ut2,se fig. 3c, og forsinkelseskretsen FD gir hele tiden et høyt utnivå, dvs. referansespenningen Uref er hele tiden høy. Dette til-felle er i fig. 3d, e og f antydet med de stiplede linjene. Signalet som.fås fra et båndpassfilter, f.eks. filteret BP1, og fra likeretteren RL1, har for lavt nivå i forhold til referansesignalet Uref, se fig. 5b. Ved at referansespenningens nivå således hele tiden er for høyt, kan ingen av signalkomparatorene SCl-SCn forandre tilstand, og utgangene sl-sn forblir ikke-aktivert. Således har man ved hjelp av den foreslåtte kretsen oppnådd støybeskyttelse mot støysignaler med en viss kort varighet.

Fra f.eks. fig. 3d vil man forstå at tidspunktet ti for til-standsforandring i komparatoren CF2 i det vesentlige avhenger av størrelsen av terskelnivået Ut2. For en viss tidskonstant av tidskretsen RC bør nivået Ut2 velges slik at det ikke kommer for nær toppverdien av utsignalet fra tidskretsen i første halvperiode av svevningsfrekvensen(punktet Fl i fig. 3d), og heller ikke for nær tilsvarende verdi i neste halvperiode (punktet F2). Den maksimale verdi for varigheten av en opptredende forstyr-relse er bestemmende for verdien av nivået Ut2 innenfor inter-vallet mellom verdiene Fl og F2 som skal velges. '

Claims (3)

1. Holdekrets i en mottakeranordning forMFC-signalering for å tilveiebringe støyufølsom detektering av to tonefrekvenser i et tonesignal, hvilken mottakeranordning innbefatter et antall parallelle signalveier lik antallet mulige tonefrekvenser i det innkommende tonesignalet, hvor hver signalvei består av et båndpassfilter, en likeretteranordning samt en analog signalkomparator for å sammenlikne signalet mottatt fra likeretter-anordningen med et referansesignal,karakterisertved en første signalvei inneholdende en helbølge-likeretter (RL) koblet til den ene inngangen av en portkrets (Gl), hvis andre inngang er koblet til et første terskelnivå (Uti) for i avhengighet av innsignalets verdi å frembringe et referansenivå (Ur), en andre signalvei inneholdende en første komparatorkrets (CF1) samt en tidskrets (RC) for å sammenlikne det innkommende signals momentane verdi med nevnte referansenivå (Ur) og for å frembringe et signal hvis nivå er avhengig av varigheten av det innkommende tonesignalet, en andre komparatorkrets (CF2) for sammenlikning av det således mottatte signals nivå med et andre terskelnivå (Ut2), hvor den andre komparatorkretsens utsignal-nivå, når nivået for utsignalet fra tidskretsen (RC) overskri-der det andre terskelnivået (Ut2), endres fra et høyt nivå valgt større enn det innkommende signalets høyeste nivå til et lavt nivå, en andre portkrets (G2) koblet til nevnte første og andre signalvei for å tilveiebringe nevnte referansesignal (Uref), hvilket utgjøres av det utsignal fra de to signalveiene som har det høyeste nivå.

2. Holdekrets som angitt i krav 1,karakterisertved at en første dempekrets (DFl) ér koblet til utgangen av den første portkretsen (Gl) og til nevnte første komparatorkrets (CF1) for å frembringe nevnte referansenivå (Ur), hvor dempingen i dempekretsen er valgt slik at referansenivået er mindre enn den maksimale verdi av det innkommende signals nivå.

3. Holdekrets som angitt i krav 1,karakterisertv e d . •at en andre dempekrets (DF2) er koblet til den andre portkretsen (G2) og til utgangen av den første portkretsen (Gl), hvor dempningen i den andre dempekretsen er valgt med hensyn til det signalnivå (Ul) som mottas fra nevnte likeretteranordning i mottakeranordningen ved korrekt innkommende tonesignal.