DE2332696A1

DE2332696A1 - Mehrfrequenz-signalgenerator, insbesondere mehrfrequenz-sender/empfaenger-einheit fuer den einsatz zwischen fernsprechzentralen

Info

Publication number: DE2332696A1
Application number: DE2332696A
Authority: DE
Inventors: Jean Leon Marie Joubert; Andre Tarridec
Original assignee: SOCOTEL
Current assignee: SOCOTEL
Priority date: 1972-06-27
Filing date: 1973-06-27
Publication date: 1974-01-17
Also published as: IT985932B; BE800626A; CH578810A5; SE387033B; US3909549A; NL7308966A; FR2191827A5; GB1436623A

Description

Patentanwälte DipL-lng. Leo Fleuchaus Dr. -Ing. Hans Leyh 8 München 71, Melchiorstr. 42 2332696

Unser Zeichen: A 12 659

Societe Mixte Pour Le Developpement De La Technique De La Commutation Dans Le Domaine Des Telecommunications "SOCOTEL" - 40, rue du General Ledere, F-92130 ISSY-LES-MOULINEAUX

Mehrfrequenz-Signalgenerator, insbesondere Mehrfrequenz-Sender /Empfänger-Einheit für den Einsatz zwischen Fernsprechzentralen

Die Erfindung betrifft einen Mehrfrequenz-Signalgenerator und insbesondere- eine aus Mehrfrequenz-Signalsendern und -empfängern bestehende Einheit, die zwischen den Zentralen eines Fernsprechnetzes zur Herstellung von Fernsprechverbindungen zwischen den Teilnehmern verwendet wird.

Bekannt sind Sprachfrequenz-Signalsysteme, deren Frequenzen im gleichen Frequenzbereich liegen, der auch zur Sprachübertragung verwendet wird, wobei die Aufgabe dieser Systeme darin liegt, die Steuerinformationen von einer Zentrale zur nächstfolgenden zu übertragen.

Erst kürzlich wurde damit begonnen, diese Sprachfrequenzbzw. Mehrfrequenz-Signalsysteme zwischen den Teilnehmerstellen mit Wähltastatur und den Anschlußzentralen einzusetzen. Bei Systemen dieser Art kann zwischen mehreren Code-Formen gewählt werden.

So ist beispielsweise der sogenannte "4 χ 4"-Code bekannt, der zwei Sprachfrequenzgruppen mit vier Frequenzen in jeder · Gruppe umfaßt, wobei eine Dezimalziffer durch zwei Frequenzen dargestellt wird, von denen die eine zu der einen und die andere zu der anderen Gruppe gehört. Ferner bekannt ist der sogenannte "2 in 5"-Code, der mit nur einer Gruppe aus fünf Sprach-

Wb/wb ■ sfrequer.zen

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frequenzen arbeitet und hier eine Dezimalziffer durch zwei Frequenzen der Gruppe dargestellt wird.

Bei dieser Art von Signalsystemen sendet somit der Signalgeber der Sendezentrale Steuersignale aus, die Dezimalziffern darstellen und zwar in Form von zwei Frequenzen, die gleichzeitig dem Signalgeber der Empfangszentrale übertragen werden. Wie bei jeder Übertragung umfaßt das im Signalgeber der Empfangszentrale empfangene Signal nicht nur die Sendefrequenzen, sondern darüber hinaus Rausch- und Störanteile. Der Signalgeber der Empfangszentrale hat demnach zu entscheiden, ob es sich bei dem empfangenen Signal um ein effektives Steuersignal oder nur um ein Störsignal handelt. Diese Unterscheidung erfolgt unter Einsatz von Filtern, wobei einer für jede Frequenz des Code vorgesehen ist, denen wiederum Erfassungselemente nachgeschaltet sind, deren Ausgangssignale von einem logischen Steuergatter verarbeitet werden. Im Empfänger des Signalgebers wird das empfangene Signal nach einer allgemeinen Verstärkung parallel auf die Eingänge aller dieser Filter übertragen. Hier treten bereits mehrere Probleme auf. Einmal ist die effektive Bewertung einer Frequenz innerhalb eines komplexen Signals erst nach einer bestimmten Wirkzeit des Signals auf dem Filter möglich, der der Fxequenz entspricht, um mögliche Fehler zu vermeiden, die beispielsweise auf das Vorliegen einer Folge gedämpfter Wellen.zurückzuführen wären, die von einem Schwingkreis herrühren, der durch ein Störelement erregt wurde. Ferner muß verhindert werden, daß auf die Filter ein Signal übertragen wird, dessen vordere Anstiegsflanke zu steil ist, da der Signaleinsatz vie*le Oberwellen einschließt, die die Gefahr mit sich bringen könnten, ein benachbartes Filter ansprechen zu lassen. Diese Gesetzmäßigkeit wirkt sich dann besonders stark aus-, wenn Selektivfilter Anwendung finden. Schließlich ergibt sich gerade bei Verwendung von Selektivfiltern eine ausgedehnte Dämpfungsperiode dieser Filter, wobei der Fall eintreten kann, daß das dem Filter

- 3 - nachgeschaltete

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nachgeschaltete Erfassungselement lange nach Abklingen des Signals erregt bleiben kann. Weist der Abgangs-Signalgenerator eine verhältnismäßig hohe Übertragungsfolge auf, so kann es darüber hinaus zu Überlagerungen der Erfassungswerte kommen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise diese drei genannten Probleme bei der Erfassung einer Frequenz innerhalb eines Sprachfrequenz-Signals zu lösen«

Diese Aufgabe.wird erfindungsgemHß dadurch gelöst, daß

eine Detektorschaltung für die Signal-Hüllkurve vorgesehen ist, der ein Signal-Formungseleraent nachgeschaltet ist, das dem Ausgangssignal der Detektorschaltung für die Signal-Hüllkurve eine Vorderflanke mit verhältnismäßig geringer Steilheit verleiht, wobei das Eingangssignal des Signalempfängers gleichzeitig den Selektiv-Filtern und der Detektorschaltung für die Signal-Hüllkurve zugeführt wird und es sich bei den Selektiv-Filtern um solche mit gesteuerter Selektivität handelt und ferner das Ausgangssignal des Signal-Formungselement den Steuerorganen für die Selektivität der'Filter in der Form zugeführt wird, daß der Gesamtbetrag der Selektivität der Filter nur dann erreicht werden kann, wenn das Ausgangssignal des Signal-Formungselements sein Maximum "erreicht hat. ·

In der Praxis treten bei diesen Signalsystemen nicht nur Selektivitätsprobleme hinsichtlich der Frequenzen, sondern ebenfalls solche des- Pegelabgleichs der auf die Filter über^ tragenen Signale auf. Somit kann'sich die Entfernung zwischen zwei Zentralen, die Informationen austauschen, innerhalb weiter Grenzen ändern i^nd darüber hinaus die Qualität der diese verbindenden übertragungsleitungen bzw. -kanäle. Mit anderen Worten kann sich, die Ersatzschaltung, die den Sender des Ab-^ gangssignal-Generators mit dem Empfänger des Eingangs signal^arators verbindest, innerhalb großer Grenzen ändern, die beispielswei-^ se für Frankreich zwischen -0,5 und +2,9 Neper liegen können.,

- 4 - Demnach

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Demnach ist der Empfänger eines Signalgenerators mit einem Verstärker ausgerüstet, der eine automatische Verstärkungsregelung umfaßt. An dieser Stelle ist noch zu bemerken, daß diesem Verstärker oftmals Störausblendfilter vorgeschaltet sind, deren Aufgabe darin liegt, bestimmte Frequenzen auszufiltern, so z.B. Kontrollfrequenzen, die zur Steuerung der Betriebssignal-Übertragungsfolgen eingesetzt werden. Der Durchlauf der Vorderflanke eines komplexen Signals durch diese Störausblendfilter führt zu Störresonanzen. Demgegenüber weist ein mit automatischer Regelung arbeitender Verstärker seinen Verstärkungs-Maximalwert beim Fehlen eines Signals auf. Somit könnten diese auf Störausblendfilter rückführbaren Störsignale bei hoher Verstärkung angehoben werden, wodurch wiederum der Betrieb der hinter dem Verstärker angeordneten Filter beeinträchtigt werden könnte.

Eine besonders vorteilhafte Verwirklichung der Erfindung liegt darin, eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung vorzusehen, die d.en obengenannten Nachteil beseitigt, wobei der Verstärkungsgrad des Verstärkers von einem Minimal-Verstärkungswert aus progressiv bei Beginn eines eintreffenden Signals zunimmt.

Wie bereits vorher erwähnt, kann die vom Abgangssignair Generator veranlaßte Steuersignal-übertragungsfolge in bestimmten Fällen mittels eines Kontroll-Informationsaustausches gesteuert werden, der zwischen dem Abgangssignal- und dem Eingangssignal-Generator stattfindet. Somit besteht eine echte doppelt-gerichtete Verbindung zwischen den Signalgeneratoren. Unter den bekannten übertragungs- bzw. Steuersystemen kann dasjenige herausgegriffen werden,' bei dem für die übertragung eines Steuer- oder Code-Signals die beiden vom Abgangssignal-Generator ausgesendeten Code-Frequenzen in der Leitung solange aufrechterhalten werden bis der Empfänger des gleichen Abgangs-Signalgenerators ein Signal mit der Kontrollfrequenz erfaßt, das vom Sender des Eingangssignal-Generator stammt. Diese Erfassung bewirkt die Beendigung der Codefrequenz-Übertragung. Im Eingangssignal-Generator wurde die Kontrollfrequenz ab dem Zeitpunkt des Erkennens der beiden Codefrequenzen ausgesendet. Nachdem anschließend diese beiden Frequenzen nicht mehr erfaßt werden, entfällt die Aussendung der Kontrollfrequenz.

. 5 _ 309883/1124 _Der

Der Abgangssigrial-Generator kann nunmehr den folgenden Code aussenden. Hierbei ist zu bemerken, daß im Falle einer Verbindung zwischen den beiden Signalgeneratoren über einen Vierdrahtkanal die Sendung der Kontrollfrequenz durch den Eingangssignal-Generator die Schaltungen seines eigenen Empfängers nicht stört. Dieser Sachverhalt ändert sich grundlegend, wenn es sich nur um einen Zweidrahtkanal handelt. Somit kann am Eingang des Signalgenerators ein Differentialtransformator verwendet werden. Einerseits ist jedoch bei Differentialtransformatoren der Abgleich oft unzureichend, zum anderen ist das Signal an dieser Stelle um 3 dB gedämpft.

Erfindungsgemäß werden demnach in gesteuerten Signalsystemen der obengenannten Art Signalgeneratoren verwendet, die ohne Einsatz eines Differentialtransformators mit einem Zweidrahtkanal verbunden werden können. Darüber hinaus ist ein mit Sprachfrequenzen arbeitender Signalempfänger vorgesehen, der mit Selektivfiltern ausgerüstet ist, wobei jeder Selektivfilter einer der Sprachfrequenzen zur Signalisierung entspricht; jedem Filter ist wiederum ein Gleichrichter und eine Signalhüllkurven-Erfassungsschaltung und anschließend ein Signal-Formungselement nachgeschaltet, das dem gleichgerichteten Signal eine Vorderflanke mit geringem Anstieg verleiht, wobei das vom Signalempfänger empfangene Signal gleichzeitig den Selektivfiltern und der Erfassungsschaltung für die Signalhüllkurve bzw. kurz vorher auf diese letztere übertragen wird; bei den Selektivfiltern handelt es sich um solche mit gesteuerter Selektivität, wobei das Ausgangssignal des Signal-Formungselements den Steuerorganen für die Selektivität der Filter übertragen wird,

Nach einem weiteren Wesenszug der Erfindung ist vorgesehen, daß das Signal-Formungselement dem erfaßten Ausgangs-Signal eine Hinterflanke ausgeprägter Steilheit verleiht. Durch- die entsprechend"diesen beiden Merkmalen vorgesehenen Organen läßt sich im wesentlichen die obengenannte Zielsetzung erreichen. Es wird davon ausgegangen, daß die Selektivität der Filter dann sehr gering ist, wenn am Eingang des

- 6 - Signalgenerators

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Signalgenerators kein Signal anliegt. Demnach ist das Ausgangssignal jedes Filters, das dem entsprechenden Codefrequenz-Detektor zugeführt wird, sehr gering und der Detektor arbeitet demnach nicht. Die Hüllkurven-Erfassungsschaltung überträgt ihrerseits das im Signal-Formungselement gleichgerichtete Signal, wobei dieses Element an die Steuerorgane für die Selektivität ein Signal liefert, dessen Amplitude als Absolutwert langsam bis auf einen Maximalwert ansteigt, bei dem die Steuerorgane dem Filter den größtmöglichen Selektivitätswert verleihen. Hieraus ergibt sich, daß das Filter nur dann seinen maximalen Selektivitätswert erreicht, wenn das Eingangssignal praktisch in Dauerfolge anliegt; in diesem Falle erreicht dieses seinen optimalen Wirkungsgrad und der Codefrequenz-Detektor arbeitet dann fehlerfrei, wenn die entsprechende Codefrequenz im Signal enthalten ist; andernfalls wird der Betrieb dieses Detektors gestört. Während des gesamten Aufbauintervalls des Signals ist die Selektivität zu gering, um ein Auslösen des Codefrequenz—

ι Detektors durch ein kurzzeitiges Störelement oder durch, eine Oberwelle zu verursachen, die der zu erfassenden Frequenz

ί entspricht.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Selektivfilter lange Zeit nach dem Abklingen des Signals erregt bleiben. Der Codefre-' quenz-Detektor könnte somit weiterhin die Codefrequenz lange nach dem Abklingen des Signals ermitteln,eine Erscheinung, die auszuschließen ist. Erfindungsgemäß fällt die Amplitude des Ausgangssignals der Schaltung ihrem Absolutwert nach schnell beim Abklingen des Signals ab, worauf es zurückzuführen ist, daß die Steuerorgane für die Selektivität rasch die Selektivität des Filters auf s'einen Minimalwert verringern. Das auf den Codefrequenz-Detektor übertragene Signal wird somit schnell aufgehoben und der Detektor beendet sofort • die Phase der Frequenzermittlung.

Nach einem weiteren Wesenszug der Erfindung ist ein Sprachfrequenz-Signalempfänger vorgesehen, der darüber hinaus am Eingang der Filter einen mit automatischer Regelung arbeitenden -Verstärker umfaßt, dessen Aufgabe insbesondere darin

- 7 - ' liegt,

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liegt, auf die Filter Signale mit konstantem Pegel zu übertragen und zwar unabhängig von den Pegelwerten der Signale, die.auf diese Filter gelangen, wobei der Hüilkurven-Detektor. das auf den Signalempfänger gelangte Signal parallel zum Verstärker empfängt und die Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung des Verstärkers durch das Ausgangssignal des Signal-Formungselement in der Form gesteuert wird, daß sich der wahre Wirkungsgrad erst dann einstellt, wenn das Ausgangssignal seine Maximalamplitude als Absolutwert erreicht hat, wobei der Verstärkungsgrad des Verstärkers bei Fehlen des Signals seinen Mindestwert zeigt.

Nach einem anderen Wesenszug der Erfindung umfaßt die Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung einen in Abzweigschaltung zum Eingang des Signals des Verstärkers liegenden Regelwiderstand, dessen Wert einerseits von der herkömmlichen Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung, in Abhängigkeit vom Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers, andererseits vom Ausgangssignal des Signal-Formungselements gesteuert wird.

Weiterhin handelt es sich erfindungsgemäß bei dem Regelwiderstand um einen Feldeffekttransistor, dessen Quellen/Anodenkreis in Abzweigschaltung an der Eingangsklemme des Verstärkers liegt, wobei auf dessen Gitter das normale Steuersignal zur automatischen Verstärkungssteuerung und das Ausgangssignal des Signal-Formungselements gelangen.

Nach einem weiteren Wesenszug der Erfindung ist ein Sprachfrequenz-Signalgenerator vorgesehen, der einen Empfänger und einen Sender umfaßt, wobei die Eingangsschaltung des Empfängers mit einem Differential-Operationsverstärker ausgerüstet ist, dessen Eingänge jeweils an die beiden Eingangsadern des Verbindungskanals angeschlossen sind, die die Sprachfrequenzen zur Signalisierung übertragen, wobei die Ausgangsschaltung des Senders zwei als Stromverstärker geschaltete Operationsverstärker umfaßt, deren Ausgänge jeweils mit den Ausgangsadern des Verbindungskanals verbunden sind und schließlich

- 8 - die

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die auf die Operationsverstärker übertragenen Signale in Gegenphase liegen.

Handelt es sich bei dem Verbindungskanal zur Übertragung der Sprachfrequenz-Signale ura einen Vierdraht-Kanal, so erfolgt keine Gegenkopplung des auf die beiden abgehenden Leitungen am Eingang des Empfängers übertragenen Signals. Besitzt der Kanal jedoch nur zwei Leitungen, die die zweiseitig gerichtete Verbindung gewährleisten, so werden die auf die beiden abgehenden Leitungen und in Gegenphase liegenden Signale dem Ausgang des am Eingang des Empfängers befindlichen Differentialverstärkers zugeschlagen. Somit sind hinter dem Ausgang des Differentialverstärkers geeignete Störausblendfilter vorzusehen.

Abschließend wird erfindungsgemäß ein Signalgenerator vorgesehen, dessen Aufbau nur einen geringen Platzbedarf aufweist, einen nur geringen Verbrauch und eine hohe Zuverlässigkeit zeigt und bei dem ausschließlich aktive Filter und elektronische Bauelemente verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:

— Figur 1 - ein als Blockdiagramm gehaltenes Schema eines erfindungsgemäß aufgebauten Sprachfrequenz-Signalgenerators ;

— Figur 2 - das detaillierte Schema des Eingangs-Differential-

verstärkers des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators;

— Figur 3 - das detaillierte Schema eines Störausblendfilters

des Empfangszweiges der Kontrollfrequenz des Empfängers des in Figur 1 dargestellten Signalgenerators;

— Figur 4 - ein innerhalb des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendetes Logikgatter für den Signalein-

9 -

309883/ 1 12/.

gang ;

- Figur 5 - das detaillierte Schema eines Störausblendfilters

des Empfangszweiges der Codefrequenzen des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators;

- Figur 6 - das detaillierte Schema des mit automatischer Verstärkungssteuerung arbeitenden Verstärkers des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators;

·* Figur 7 - das detaillierte Schema des Signalhüllkurven-Detektors und des Signal-Formungselements des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators;

- Figur 8 - das detaillierte Schema einer Anordnung aus zwei

in Serie geschalteten Selektivfiltern, von denen der eine mit gesteuerter Selektivität arbeitet und innerhalb des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendet wird;

- Figur 9 - das detaillierte Schema eines Begrenzers, der im

Empfangszweig der Kontrollfrequenz des Empfängers des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendet wird;

- Figur 10 - das detaillierte Schema eines im Empfänger des in

Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendeten Detektors;

- Figur 11 — das detaillierte Schema eines Summierverstärkers

und eines Inverters, die beide im Sender des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendet werden ;

- Figur 12 - das detaillierte Schema -eines Quellen-Stromver

stärkers, der im Sender des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators verwendet wird;

- Figur 13 - das Schema einer Verbindung des in Figur 1 ge

zeigten Signalgenerators mit einer Zweidraht-Leitung und

«- Figur 14 - Signal-Wellenformen am Eingang des. in Figur 7

gezeigten Hüllkurven-Detektors sowie am Ausgang des Signal-Formungselements aus der gleichen Fi-

- ίο - 309883/1124 gur 7,

gur'7.

. In der nun folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Signalgenerators wird davon ausgegangen, daß die Sprachfrequenz-Signalisierung einen "2 aus 5"-Code verwendet und daß diese nachgesteuert wird. Diese Form der Signalisierung verwendet beispielsweise die fünf folgenden Codefrequenzen: 700 Hz, 900 Hz, 1100 Hz, 1300 Hz und 1500 Hz, wobei die Kombination zweier beliebiger dieser Frequenzen einer Dezimalzahl und einer Kontrollfrequenz von 1900 Hz entspricht.

Die nachgesteuerte Signalisierung setzt die Errichtung einer zweiseitigen Verbindung zwischen dem Abgangssignal-Generator innerhalb einer Zentrale und dem Eingangssignal-Generator in einer anderen Zentrale voraus.

Ohne auf weitere Einzelheiten des Ablaufes des Informationsaustausches zwischen den Signalgeneratoren näher einzugehen läßt sich sagen, daß für die übertragung einer Zahl bzw. eines Code die beiden auf der einen Seite ausgesendeten Frequenzen solange auf der Leitung bleiben wie dort die Kontrollfrequenz noch nicht erfaßt wird. Das Eintreffen dieser Kontrollfrequenz bewirkt den Abschluß der Sendephase der Codefrequenzen. Auf der anderen Seite der Leitung wird dieser Abschluß erfaßt,■wodurch wiederum die Sendung der Kontrollfrequenz unterbrochen wird. Nachdem dieser Abschluß erfaßt ist, kann die Aussendung der im Anschluß zu übertragenden Information erfolgen. Diese Form der Signalisierung findet im wesentlichen innerhalb des französischen Fernsprechnetzes Anwendung.

Figur 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms einen Signalgenerator zusammen mit seinem Ausgangsklemmen-Paar Ll und L2 sowie seinem Eingangsklemmen~Paar L3 und L4. Ein Verstärker 1 ist mit den Eingangsklemmen L3 und L4 verbunden, wobei es sich, in diesem Falle um einen Differentialverstärker handelt. Der Ausgang 1 ist einerseits mit einer Anordnung von Störausblendfiltern 2 innerhalb des Empfangszweiges der Kon-~ trollfrequenz verbunden, wobei die Schaltungen Innerhalb des

- 11 - gestrichelten

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gestrichelten Rechtecks 3 enthalten sind; andererseits besteht eine Verbindung mit einer Anordnung von Störausblendfiltern 4 innerhalb des Empfangszweiges der Codefrequenzen, dessen Schaltungen in dem gestrichelten Rechteck 5 angeordnet sind.

Die Ausgänge der Zweige 3 und 5 sind mit den Eingängen eines logischen Kreises 6 verbunden, dessen Steuerausgänge einerseits mit logischen Eingängen der Zweige 3 und 5 und andererseits mit logischen Eingängen des Senders verbunden sind , dessen Schaltungen innerhalb des gestrichelten Rechtecks 7 dargestellt sind. Die Sprachfrequenz-Signalausgänge des Senders 7 sind mit den Klemmen Ll und L2 verbunden .

Innerhalb des Zweiges 3 ist der Ausgang der Einheit 2 einerseits mit einem Hüllkurven-Detektor, dem ein Signal-Formungselement 8 nachgeschaltet ist, andererseits mit einer Einheit 9 aus Selektivfiltern verbunden, von denen eines mit gesteuerter Selektivität arbeitet. Der Ausgang der Einheit 9 ist mit dem Eingang einer Begrenzerschaltung 10 verbunden. Der Ausgang der.Schaltung 10 ist mit dem Signaleingang eines logischen Gatters 11 verbunden. Der Ausgang des Gatters 11 ist an eine Einheit 12 aus Selektivfiltern angeschlossen, von denen eines mit gesteuerter Selektivität arbeitet. Der Ausgang der Schaltung 8 ist mit den Steuereingängen für die Selektivität der Einheiten 9 und 12 gekoppelt. Der Ausgang der Einheit 12 ist mit dem Eingang eines Detektors 13 verbunden.

Im Zweig 5 ist der Ausgang der Einheit 4 einerseits mit einem Hüllkurven-Detektor verbunden, dem ein mit 14 bezeichnetes Signal-Formungselement nachgeschaltet ist, und andererseits mit einem mit automatischer Regelung arbeitenden Verstärker 15. Der Ausgang des Verstärkers 15 ist mit dem Signaleingang eines Logikgatters 16 verbunden. Der Ausgang des Gatters 16 verzweigt sich auf die Eingänge der fünf Einheiten wie z.B. 17, d.h.. auf Selektivfilter, von denen eines mit gesteuerter Selektivität arbeitet. Der Ausgang der Schal-

— 12 - tunq_i4

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tung 14 ist einerseits mit einem Eingang der Verstärkungs-Regelschaltung des Verstärkers 15 verbunden und andererseits auf die Steuereingänge für die Selektivität der Einheiten vom Typ 17 verzweigt. Der Ausgang der Einheit 17 ist mit dem Eingang eines Detektors 18 verbunden.

Die Selektivfilter der Einheiten 9 und 12 sind auf die Kontroll frequenz von 1900 Hz abgestimmt. Die Filter jeder Einheit vom Typ 17 sind auf eine der fünf Codefrequenzen abgestimmt, d.h. auf 700 Hz, 900 Hz, 1100 Hz, 1300 Hz.und 1500 Hz. Die Einheit 2 besteht aus 2 Störausblendfiltern, die auf die naheliegendsten Codefrequenzen der Kontrollfrequenz abgestimmt sind: 1500 Hz und 1300 Hz. Die Einheit 4 besteht aus zwei Störausblendfiltern, die beide die Kontrollfrequenz von 1900 Hz ausfiltern.

Von der logischen Schaltung 6 ist ein Eingang 19 mit dem Ausgang des Detektors 13 und fünf Eingänge 20.1 bis 20.5 jeweils mit den Ausgängen von fünf Detektoren vom Typ 18 verbunden. Sechs Ausgänge 21 und 22.1 bis 22.5 sind mit den Steuereingängen von sechs Logikgattern vom Typ 23 verbunden; ein Ausgang 24 ist mit dem Steuereingang des Gatters 16 und ein Ausgang 25 mit dem Steuereingang des Gatters 11 verbunden. Der Sender 7 umfaßt die Gatter des Typs 23 deren Ausgänge parallel mit einer Schaltung 26 verbunden sind, die einen Summenverstärker mit nachgeschaltetem Inverter aufweist, wobei der Direktausgang 27 des Summenverstärkers eine umgekehrte Polarität des Ausgangs 28 des Inverters besitzt. Die Ausgangsschaltung 29 des Senders 7 umfaßt zwei Stromverstärker.,, von denen einer mit seinem Eingang an den Ausgang 27 und sein Ausgang an die Leitung- Ll angeschlossen ist? ein Eingang des anderen Stromverstärkers ist mit dem Ausgang 28 und der Ausgang mit der Leitung L2 verbunden.

Die logische Schaltung 6, die nicht zum Umfang der Erfindung gehört, zieht von den auf seine Eingänge 19 und 20.1 bis 20.5 übertragenen Signalen die Signale ab, die auf seine Ausgänge zu übertragen sind. Diese Schalturg6 empfängt

- 13 - außerdem

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■ - 13 -

■ außerdem Befehle von anderen Schaltungen der Zentrale wie z.B. von den Zähleinrichtungen. Für den Fachmann ist es ohne weiteres möglich, die Funktionsweise derSchaltin<r6 auf das jeweils eingesetzte Fernsprechsystem zu übertragen. Darüber hinaus wird auf eine nähere Beschreibung der Schaltunc 6 verzichtet, wobei jedoch ihre Betriebsweise, auf einen Sonderfall bezogen, anhand des Betriebs des Signalgenerator beschrieben wird.

In der nunmehr folgenden Funktionsbeschreibung des in Figur 1 dargestellten Signalgenerators wird davon ausgegangen, daß dieser auf Empfang und mit Codefrequenzen arbeitet, d.h., daß über die SchaTtunc6 ein Signal auf das Gatter 16 übertragen wird, um dieses in Durchlaßrichtung zu betreiben. Demgegenüber arbeiten die anderen Gatter 11 und 23 in Sperrrichtung. Demnach liegt unabhängig von der Art des Signals am Eingang des Signalgenerators kein Ausgangssignal des Detektors 13 vor und demzufolge wird auch kein Signal auf die Klemmen Ll und L2 übertragen.

Das an den Klemmen L3 und L4 empfangene Signal wird zuerst im Verstärker 1 verstärkt und anschließend einerseits auf den·Zweig 3 übertragen, auf dem es keine Wirkung auslöst, andererseits auf die Stöiaisblendfilter 4 des Zweiges 5. Das Ausgangssignal von 4 wird auf die Schaltung 14 übertragen, die die Hüllkurve dieses Signals ermittelt, das normalerweise durch Schwebung zweier Sprachfrequenzen entsteht und aus dem sämtliche Störanteile der Kontrollfrequenz gefiltertwerden. Die Wellenform des auf die Schaltung 14 übertragenen Signals wird durch die Kurve A in Figur 14 dargestellt, aus der die bekannte Schwebungsform zweier verhältnismäßig benachbarter Frequenzen entnommen werden kann. Am Ausgang des Detektors von 14 liegt normalerweise ein Rechtecksignal mit einer steilen Vorderflanke und einer verhältnismäßig steilen Hinterflanke an. Die am Ausgang des Detektors eingeschleifte Signal-Formungsschaltung bewirkt eine Verzögerung des Vorderflanken-Anstiegs, beispielsweise durch eine Signalintegration und führt darüber hinaus zu einer Beibehaltung

-* 14 -- " einer

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einer steilen Hinterflanke, um hierdurch zu bewirken, daß sich die durch die Kurve B in Figur 14 angedeutete Signalform ergibt.

Das Ausgangssignal der Störausblendfilter 4 wird ebenfalls auf den Eingang des Verstärkers 15 übertragen, der hier die Funktion erfüllt, dieses Signal dadurch zu verstärken, daß ein Minimalanteil möglicher Störelemente auftritt. Da sich der Eingangspegel der Signale innerhalb großer Grenzen ändern kann, muß die Verstärkung von 15 verändert werden, wozu eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen ist. Normalerweise verleiht diese Steuerschaltung dem Verstärker einen hohen Verstärkungsgrad unter der Voraussetzung, daß der Signalpegel gering ist. Diese Bedingung wird auch bei Fehlen des Signals und zu Beginn des Signals erfüllt und zwar unabhängig vom jeweils innerhalb des Betriebs erreichten Pegel. Andererseits führt der Einsatz eines Signals zu einem sehr starken Oberwellenspektrum im Vergleich zum Betriebssignal. Das stark mit Oberwellen angereicherte und auf die Filtereinlieiten des Typs 17 übertragene Signal könnte mehrere Filter in Resonanzschwingungen versetzen und zwar unabhängig von den beiden Sprachfrequenzen des Betriebssig— nals. Somit würden sich am Ausgang der Detektoren des Typs 18 Störsignale ergeben. Es ist darüber hinaus bekannt, daß die Störausblendfilter von 4 Resonanzen entstehen lassen können, die sich an ihren Ausgängen irr". Form von sehr oberwellenhaltigen, kurzen Signalenäußern können , die wiederum vom Verstärker 15 stark angehoben würden und, sofern in bestimmten Betriebsfällen des logischen Gatters 6 das Gatter 16 geöffnet ist, könnten diese nach übertragung auf die Filter 17 zu fehlerhaften Ermittlungsergebnissen führen.

Um Fehler dieser Art zu vermeiden, wird die Verstärkungssteuerschaltung von 15 vom Ausgangssignal von 14 in der Weise überwacht, daß bei Nichtvorliegen des Signals die Verstärkung von 15 ihren Minimalwert erreicht und zu Beginn eines

^15 -* ^v Signals

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Signala diese gleiche Verstärkung nur langsam zunimmt. Die Kurven C und D der Figur 14 zeigen für einen bestimmten Signalpegel die Änderung der Verstärkung des Verstärkers 15 und zwar einmal ohne und zum anderen mit Kontrolle durch den Ausgang von 14. Hieraus ergibt sich die Schlußfolgerung, daß im zweiten Fall der Teil der stark oberwellenhaltigen Signale nicht auf die Codefrequenz-Filter übertragen wird. Bei Signalende wird die Verstärkung rasch auf ihren Minimalwert zurückgeführt.

Das von 15 ausgehende Signal wird über das geöffnete Gatter 16 auf die fünf Filter-Einheiten des Typs 17 übertragen. Diese Einheiten können durch mehrere in Serie geschaltete Selektivfilter gebildet sein* unter denen zumindest eines mit gesteuerter Selektivität arbeitet. Selbst unter der Voraussetzung, daß die automatische Verstärkungs-Regelschaltung des Verstärkers einwandfrei gearbeitet hat, ist somit sicher, daß die Erfassung seiner Frequenz durch jedes Filter auf der Grundlage eines Signals zu erfolgen hat, dessen Auftreten bereits einige Zeit zurückliegt. Aus diesem Grunde wird ein Filter mit veränderlicher Selektivität und somit Steuermöglichkeit gewählt. Handelt es sich um eine nur geringe Selektivität, so ist das Signal am Ausgang des Filters sehr schwach und weist in jedem Falle einen Wert auf, der für die Auslösung des Betriebs des Detektors 18 zu niedrig ist; was den Detektor anlangt, so handelt es sich hier vorzugsweise um einen Detektor mit Ansprechschwelle. Liegt demgegenüber eine starke Selektivität vor, so tritt das Signal bei Filterfrequenz mit einem hohen Pegel aus, während die Signale verschiedener Frequenzen stark bedämpft werden. Die unterschiedliche Selektivität ergibt sich durch eine veränderliche Impedanz in Abhängigkeit einer angelegten Spannung. Bei dieser Spannung handelt es sich hier um diejenige des Ausgangssignals von 14, wobei hier als Absolutwert eine langsame Zunahme erfolgt. Somit ist bei fehlendem Signal der Wert der veränderlichen Impedanz in der Form gewählt, daß die Selektivität ihren Minimalwert annimmt, während nach dem Auftreten des Signals sein Wert dem Filter seine maximale Selektivität ver-

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leiht. Demzufolge nimmt zu Beginn des angelegten Signals die Selektivität des Filters langsam von einem Minimalwert aus bis zum Maximalwert hin zu.

Das Ausgangssignal der Einheit 17 wird einem mit Schwellwert arbeitenden Detektor 18 übertragen, der mehrere Funktionen übernimmt. Zuerst errichtet dieser eine Erfassungs-Auslöseschwelle sowie eine tiefer liegende Schwelle zur Beendigung der Erfassungsphase; darüber hinaus übernimmt'dieser die eigentliche Erfassung und wandelt schließlich das erfaßte Analogsignal in ein logisches Signal um,das vom logischen ... Kreis 6 verarbeitet werden kann.

Es kann als bekannt vorausgeschickt werden, daß ein einmal erregtes Selektivfilter lange bzw. ziemlich langa nach dem Abklingen des angelegten Signals weiterhin Resonanzschwxngungen ausführt. Was jedoch die hier betrachtete Signalisierungsform anlangt, können die Sprachfrequenz-Codesignale entsprechend dem Erfassungszeitpunkt der Kontrollfrequenz im Abgangssignal-Generator unterschiedliche Zeiten besitzen. Kann diese Form der Signalisierung als sicher bzw. zuverlässig angesehen werden, dann erfolgt diese zumindest relativ langsam. Es ist daher von Interesse, die Erregung der Detektoren sofort nach Abklingen der Signale zu unterbrechen. Aus diesem Grunde verringert das Ausgangssignal der Schaltung 14, das auf die Selektivitätssteuerung von 17 übertragen wird, diese Selektivität sofort nach Signalende und verhindert somit eine Resonanz des Filters über diesen Zeitpunkt hinaus, so daß der Ausgang des Detektors bei Abklingen des Signals auf Null zurückgeführt wird.

Die Erfassung eines Codesignals.' erfolgt im Schaltkreis

6 nur dann, wenn nicht mehr oder weniger als zwei Detektoren Signale auf die entsprechenden Eingänge von 6 übertragen. Die Schaltung 6 überträgt nunmehr ein Signal auf den Ausgang 21, das das Gatter 23 in Durchlaßrichtung betreibt, das Gatter, dessen Signaleingang mit einem (nicht dargestellten) Generator verbunden ist, der eine Frequenz von 1900 Hz aufweist; dieser Eingang wird mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet. Die Kontrollfrequenz wird auf die

- 17 - Schaltung 26

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Schaltung 26 übertragen, die ein Direktsignal auf 27 und ein in Gegenphase liegendes Signal auf 28 führt. Die beiden Stromverstärker der Schaltung 29 übertragen nunmehr die Signale auf 1900 Hz und in Gegenphase auf die Ausgangsklemmen Ll und L2.

Im Abgangssignal-Generator wird die Kontrollfrequenz erfaßt und die Aussendung der Codefrequenzen unterbunden, was zu einer Beendigung des.in den Empfangszweig der Codefrequenzen einlaufenden Signals führt und somit zur Unterdrückung der Signale am Ausgang der beiden betreffenden Detektoren 18. Diese Signalunterdrückung wird im Schaltkreis 6 erfaßt und verarbeitet, wobei dieser Kreis ιdas auf den Ausgang 21 übertragene Signal unterdrückt, was wiederum zur Beendigung der Sendephase der Kontrollfrequenz führt. Im nunmehr folgenden Teil wird die Betriebsweise des in Figur 1 dargestellten Signalgenerators unter der Voraussetzung beschrieben, daß dieser als Codefrequenz-Sender arbeitet, d.h., daß über den Schaltkreis i6 ein Signal auf das Gatter 11 übertragen wird, um dieses in Durchlaßrichtung zu betreiben und daß das Gatter 16·¹ in Sperrichtung betrieben wird und daß die der zu übertragenden Ziffer entsprechenden Logiksignale auf zwei der Ausgänge 22.1 bis 22.5 übertragen werden.

Zwei Gatter 23, die den beiden erregten Ausgängen 22 entsprechen, werden in Durchlaßrichtung betrieben und da jedes Gatter über seinen Signaleingang mit einem (nicht dargestellten) Generator, einem Sprachfrequenz-Generator, verbunden ist, werden zwei Frequenzen dem Summierverstärker der Schaltung 26 übertragen, der ein komplexes Direktsignal auf 27 und ein in Gegenphase liegendes Signal auf 28 überträgt.Die beiden Stromverstärker der Schaltung 29 übertragen nunmehr das komplexe Signal zweier Sprachfrequenzen mit entgegengesetzt liegenden Phasen auf die Ausgangsklemmen Ll und L2. ,

Nach Ablauf einer bestimmten Zeit werden die ausgesendeten

""* ¹^ ¹^ Frequenzen

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Frequenzen im Eingangssignal-Generator erfaßt, der ein Signal bei der Kontrollfrequenz von 19Q0 Hz aussendet. Das Kontrollsignal wird, auf den Klemmen L3 und L4 empfangen und im Verstärker 1 verstärkt, um anschließend auf die Störausblendfilter 2 des Zweiges 3 und auf die Störausblendfilter 4 des Zweiges 5 übertragen zu werden, in dem sie zu keiner weiteren Wirkung führen. Die Störausblendfilter 2 erklären sich dadurch, daß bei einem aus zwei Adern bestehenden Kanal der Zweig 3 darüber hinaus noch die durch 29 ausgegebenen Signale empfängt. Die Filter sind demzufolge darauf abgestimmt, die der Frequenz von 1900 Hz am naheliegendsten Frequenzen, d.h. 1500 Hz und 1300 Hz,auszubienden. Das Signal gelangt anschließend auf eine Einheit von Filtern mit stärkerer Selektivität 9, die die Störanteile ausfiltern, die die Filter 2 durchlaufen haben und insbesondere die störenden Oberwellen von Sprachfrequenzen. Andererseits wird das Ausgangssignal der Filter

2 auf die Schaltung 8 übertragen, die die gleiche Aufgabe wie die Schaltung 14 hinsichtlich der Filter 17 erfüllt.

Das Ausgangssignal von 8, dessen Form mit der zu vergleichen ist, das von 14 ausgeht, steuert die Selektivität der Einheit 9. Das Ausgangssignal von 9 wird in einen Begrenzerverstärker X) übertragen. Da es sich innerhalb des Zweiges

3 um nur eine einzige Frequenz handelt, die zu erkennen ist, .läßt sich das Signal begrenzen, eine Tatsache, die für das Signal der Schwebung auf zwei Frequenzen des Zweiges 5 nicht zutraf. Anschließend, nachdem das Gatter 11 geöffnet ist, läuft,das Signal erneut in eine Einheit aus Selektivfiltern in der Art der des Typs 9, dessen Selektivität über 8 gesteuert wird. Schließlich wird das Ausgangssignal von 12 in einem Detektor mit Schwellwert 13 erfaßt, der seinem Aufbau nach den Detektoren 18 des Zweiges 5 entspricht. Von hler aus tritt ein Signal aus, dae auf den Eingang der Schaltung 6 Übertragen wird, woraus sich die Beendigung der Sendung der Codefrequenzen unter Ausschaltung der Signa« Ie auf den beiden betreffenden Ausgängen 22.1 bis 22.5 er-

- 19 - gibt.

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^ÄL INSPiCTlO

Der Eingangssignal-Generator erfaßt das Abklingen des Codesignals und beendet die Aussendung der Kontrollfrequenz, wodurch infolge der Selektivitätssteuerung von 9 und 12 durch 8 der Detektor 13 rasch auf Null gestellt wird. Sofern der logische Kreis 6 seine Operationsfolge nicht

ändert, kann nunmehr ein neuer Arbeitszyklus anlaufen.

Nachdem die Beschreibung der allgemeinen Funktionsweise des in Figur 1 gezeigten Signalgenerators somit abgeschlossen ist, wird nunmehr im Einzelnen auf die Schaltungen eingegangen, die innerhalb dieses Signalgenerators eingesetzt werden.

Figur 2 zeigt den Eingangsverstärker 1, der im wesentlichen einen Operationsverstärker 30 umfaßt, der als herkömmliches Subtraktionselement geschaltet ist, wobei über die Eingangswiderstände 31 und 32 die Signale auf L3 und L4 jeweils auf die negativen und positiven Eingangsklemmen von 30 übertragen werden. Zwischen den beiden Eingangsklemmen von 30 sind in zueinander versetzter Anordnung zwei Begrenzerdioden 33 und 34 eingeschleift. Zwischen dem Ausgang von 30 und seinem negativen Eingang sind der herkömmliche Gegenkopplungs-Widerstand 35 und ein Kondensator 36 montiert, wobei letzterer dazu bestimmt ist, die Stabilität des Verstärkers zu gewährleisten und selbst einen nur geringen Wert besitzt. Der positive Eingang von 30 ist über einen Widerstand 37 mit einem Potential von - 6 V ,verbunden. Das Ausgangssignal von 30 wird der Klemme 38 übertragen.

Figur 3 zeigt einen Störausblendfilter der Einheit 2, der in Serienanordnung zwei solcher Filter umfassen kann, die auf zwei verschiedene Frequenzen abgestimmt sind und zwar in diesem Falle auf 1500 Hz und auf 1300 Hz. Dieser Störausblendfilter umfaßt im wesentlichen einen Operationsverstärker 39 mit einer Zelle in Doppel-T-^Anordnung des gleichen Typs wie dem auf den Seiten 214 sowie den folgenden Seiten beschriebenen (Quelle: L'amplificateur operationnel· et ses applications" von J.C. Marchais, Edition (Verlagshaus) Masson & Cie. («Der Operationsverstärker und seine

- .20 - Anwendungsgebiete") .

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Anwendungsgebiete"). Die Zelle in Doppe1-T-Anordnung umfaßt die drei herkömmlichen Kondensatoren 40, 41 und 42, wobei letzterer gegenüber den beiden vorgenannten den doppelten Wert besitzt; ferner zwei herkömmliche Widerstände 43 und 44, wobei der dritte durch eine Teilerschaltung ersetzt wird, die durch die drei Widerstände 45, 46 und 47 gebildet wird und deren Werte nicht nur im Hinblick auf die Ausfilterung der Frequenz von 1500 oder von 1300 Hz, sondern darüber hinaus noch zur Begünstigung der hohen Frequenzen in der Form -gewählt sind, daß die Kontrollfrequenz bei 1900 Hz nicht bedämpft wird, die innerhalb des Zweiges 3 zu erfassen ist. Eine weitere, aus den beiden Widerständen 48 und 49 bestehende Teilerbrücke ermöglicht eine Regelung der Gegenkopplung. Der Ausgang von 39 ist mit der Ausgangsklemme 50 verbunden.

Die Figur 4 zeigt ein Gatter in der Art der des Typs 11, 16 oder 23, mit einem Feldeffekttransistor 50, dessen Drain/ Source-Schaltung durch, zwei Kondensatoren 5 3 nand 54 gegenüber den Eingangsklemmen 51 und den Ausgangsklemmen 52 entkoppelt ist. Der Steuereingang 55 ist ist direkt mit dem Gitter von 50 verbunden. Eine Vorspannung von + 5 V wird über einen Widerstand 56 auf das Gitter und über einen Widerstand 57 auf den Drain-Anschluß übertragen.

Figur 5 zeigt einen Störausblendfilter der Einheit 4, die in Serienschaltung zwei solcher Filter umfassen kann, die auf die Kontrollfrequenz von 1900 Hz abgestimmt sind. Dieser Störausblendfilter umfaßt im wesentlichen einen Operationsverstärker 58 mit einer Zelle in, Doppel-T-Anordnung des gleichen Typs wie dem im genannten Werk beschriebenen und weist die drei Kondensatoren 59, 60 und 61 sowie die drei Widerstände 62, 63 und 64 auf. Dieser Zelle ist ein Bandpaßfilter vorgeschaltet, der aus dem Widerstand 65 und dem Kondensator 66 gebildet wird, um das Kontrollfrequenz-Band zu bedampfen und das Codefrequenz-Band herauszuheben bzw. zu begünstigen. Der Zelle ist vor dem Eingang +- von 58 ein Kondensator in Abzweigschaltung nachgeschaltet, um die Ansprech-

- 21 - kurve

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.kurve im Codefrequenz-Band zu glätten, wobei dieser Kondensator mit der Bezugsziffer 67 belegt ist.

Die Figur 6 zeigt den Verstärker 15 mit automatischer Verstärkungsregelung, der im wesentlichen aus einem Operationsverätärker 68 gebildet wird, dessen Ausgang an seinem Eingang über einen Gegenkopplungswiderstand 69 und einen Stabilisierungskondensator 70 verbunden 1st. Andererseits ist der Ausgang von 68 mit dem Eingang eines Verstärkers 71 über eine Erfassungs-Diode 72 und einen Widerstand 7 3 verbunden. Der positive Eingang (+) von 71 1st mit einem feststehenden Potential von - 6 V verbunden. Der Ausgang von 71 ist an seinem Eingang über einen Gegenkopplungswiderstand 74 und eilen Integrierkondensator 75 verbunden. Der Ausgang von 71 ist ebenfalls mit dem Gitter eines Feldeffekttransistors 76 über eine Diode 77 verbunden, die als Entkopplungsdiode fungiert. Der Signal-Eingangsklemme ist ein Entkopplungskondensator mit Dauerbetrieb und ein Widerstand 79 nachgeschaltet, dem wiederum selbst ein anderer Entkopplungskondensator mit Dauerbetrieb 80 nachgeschaltet ist, der mit dem positiven Eingang (+) von 68 verbunden ist. Die Gleichstrom-Potentiale der positiven und negativen Eingänge (+/-) von 71 sind durch die Widerstände 81 und 82 bestimmt, die beide an ein Potential von - 6 V angeschlossen sind. Die Drain/Source-Schaltung des Feldeffekttransistors ist zwischen dem gemeinsamen Punkt bei 79 und 80 und der Masse angeschlossen. Normalerweise läuft der Betrieb dieser Schaltung zur automatischen Verstärkungssteuerung wiefolgt ab: der Feldeffekttransistor 76 wird als Dämpfungsglied verwendet und durch eine Spannung gesteuert, in dem in Richtung Masse ein Teil des Stromes des Widerstands 79 abgezweigt wird; bei Nichtvorliegen eines Signals, das normalerweise an der Klemme 78 anliegt, wird von der Einheit 72, 71 und 77 kein Signal erfaßt und 76 sperrt und führt somit zu keiner Dämpfung; hat das Signal am Ausgang von 68 eine bestimmte Schwelle überschritten, wird 76 freigeschaltet und beginnt das Signal am positiven Eingang (+) von 68 zu bedampfen; anschließend hält 76 den Ausgangspegel

- 22 - des

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des Signals auf einem vorher festgelegten Wert. Diese Schaltung weist den Nachteil auf, daß der Einsatz eines stark oberwellenhaltigen Signals den Verstärker voll durchläuft. Demzufolge ist eine Eingangssteuerkleirane 83 vorgesehen, die darüber hinaus mit dem Gitter von 76 verbunden ist und die 76 bei fehlendem Signal in freigeschaltetem Zustand hält, sofern diesem Feldeffekttransistor das im Signal-Formungs-

14
element geformte Signal zugeführt wird. Zwischen 83 und dem Gitter von 76 ist ein Widerstand 84 vorgesehen.

Die Figur 7 zeigt das Schema des Hüllkurven-Detektors und des Slgnal-Formungselements 14 der Figur .1. Der Hüllkurven-Detektor umfaßt im wesentlichen einen als Spannungsvergleichsglied geschalteten Operationsverstärker 85, dessen Ausgangsstrom durch eine Diode 86 gleichgerichtet wird. Die Eingangsschaltung - von 85 umfaßt die.Eingangsklemme (Signaleingang) 87 und den Widerstand 88, wobei der Eingang - außerdem mit Masse über den Widerstand 89 verbunden ist. Der Eingang + von 85 ist. mit dem Potential von -6V über den Widerstand 90 und mit dem Ausgang von 85 über den Gegenkopplungswiderstand 91 angeschlossen. Die Schaltung der Diode 86 wird durch den Widerstand 92 vervollständigt, der mit einer Potentialquelle von -^12 V verbunden ist. Das durch 86 gleichgerichtete Signal wird von dem an Masse liegenden Kondensator 9 3 gefiltert, bevor es dem Signal-Formungselement übertragen wird, das im wesentlichen einen als Stromquelle geschalteten Operationsverstärker 94 umfaßt, dessen Eingang + mit einer Potentialquelle von ~12 V über den Widerstand 95 und mit dem Ausgang von 94 über den Gegenkopplungswiderstand 96 verbunden ist. Am Ausgang von 94 ist ein RC-Integrierglied montiert, das den Widerstand 97 und den an Masse liegenden Kondensator 98 umfaßt, dem eine Diode 99 nachgeschaltet ist, die mit dem Potential von 6 V verbunden ist und zur Begrenzung der Spannung des Ausgangssignals des- Integriergliedes auf -■ 6V dient. Der Wi-^ derstand 97 ist durch, eine Diode 100 nebengeschlossen,, deren

«? 23 -■* -· Polarität"

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Polarität in der Form bemessen ist, daß diese Diode den Kondensator 98 entlädt, sobald das durch 86 gleichgerichtete Signal nicht mehr an den Eingang - von 94 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Signal-Formungselements wird auf die Klemme 78 übertragen.

Figur 8 zeigt eine aus zwei in Serie geschalteten Selektivfiltern bestehende Anordnung in der Art der Filter 9, 12 bzw. 17 der Figur 1. Bei den Filtern handelt es sich um den gleichen Typ, der auch in Figur VIII.39, Seite 224 des bereits früher genannten Werkes gezeigt wurde. Der erste Filter umfaßt im wesentlichen den Operationsverstärker 101 mit dem Gegenkopplungsnetz, das zwischen der Signaleingangs-Klemme 102 und der Masse einen Widerstand 103 und einen Widerstand 104 mit den beiden Kondensatoren 105 und 106 und den Widerstand 107 umfaßt, wobei der gemeinsame Punkt von 105 und 107 mit dem Eingang -\on 101 und der gemeinsame Punkt von 106 und 107 mit dem Ausgang von 101 verbunden sind. Die entsprechend Betriebsweise ist in dem obengenannten Werk beschrieben und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Der zweite Filter besteht analog hierzu aus einem Operationsverstärker 108 mit einem Gegenkopplungsnetz, das zwischen dem Ausgang von 101 und einem Potential von - 6V" einen Widerstand 109 und einen" Widerstand 11-Omit zwei Kondensatoren 111 und 112 und einen Widerstand 113 umfaßt, wobei der gemeinsame Punkt von 111 und 113 mit dem Eingang — von 108 und der gemeinsame Punkt von 112 und 113 mit dem Ausgang von 108 verbunden ist. Im zweiten Filter dienen die Kondensatoren 114 und 115 lediglich zur Abtrennung des Gleichstromes, wobei der Widerstand 113 parallel hierzu einen Feldeffekttransistor oder genauer gesagt die Drain/ Source-Schaltung von 116 umfaßt, dessen Gitter mit der gangsklemme 78 des Steuersignals verbunden ist, das vom nal-Formungselement (der Figur 7) geliefert wird. Der gesamte Ablauf erfolgt hier in der Weise, als ob der Widerstand 113 ein Regelwiderstand wäre und eine regelbare Selektivität be^ wirken würde bzw. eine veränderliche Resonanzfrequenz, was je-

- 24 - -dach

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doch ohne Einfluß bleibt, da der erste Filter genau abgestimmt ist. Die Quelle von 116 ist mit der Masse über einen Widerstand 117 angeschlossen.Das Ausgangssignal von 108 wird auf die Klemme 118 übertragen.

Figur 9 zeigt einen Begrenzerverstärker, der in der Darstellung der Figur 1 bei 10 einsetzbar ist. Dieser umfaßt im wesentlichen einen Operationsverstärker 119, dessen Eingang - mit der Eingangsklemme 120 über einen Widerstand 121 und dessen Ausgang mit diesem Eingang über ein Gegenkopplungsnetz verbunden ist, das parallel hierzu einen Widerstand 122 und zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 123 und 124 umfaßt.' Die Betriebsweise dieser Begrenzerschaltung wird in dem obenerwähnten Werk in Verbindung mit Figur V.23, Seite 78 beschrieben.

Figur 10 zeigt einen Detektor in der Art des Detektors 13 bzw. 18 in Figur 1. Dieser weist in Serie einen Verstärker auf, der wie ein Detektor mit Schwellwert arbeitet; weiterhin gehören hierzu eine Detektorschaltung und eine Ausgangsschaltung mit logischem Niveau. Der Verstärker umfaßt im wesentlichen einen Operationsverstärker 125 mit einem Gegenkopplungswiderstand 126 und einem Spannungsteiler, der aus den beiden in Serie liegenden Widerständen 127 und 128 gebildet wird. Der Kondensator 129 entkoppelt den Ausgang des Verstärkers der Detektorschaltung, die eine Ergänzungsdiode 130 und eine Gleichrichterdiode 131 und einen Filter umfaßt, der durch den Widerstand 132 und den Kondensator 133 gebildet wird, wobei die Katode von 131 mit dem Eingang der logischen Schaltung verbunden ist, die durch eine Auslöseschaltung 134 gebildet wird. Bei der Schaltung 134 handelt es sich um eine solche gewöhnlicher Art wie z.B. derjenigen, die als Schaltung 7413 im Katalog der amerikanischen Gesellschaft TEXAS INSTRUMENTS beschrieben wird. Diese liefert ein Null-Signal, das dem Schaltzustand Null entspricht, wenn auf den Eingang der Schaltung ein Signal über 1,6 V übertragen wird; ein Signal von +5 V entspricht dem Schaltzustand 1, wenn auf den Eingang der gleichen Schaltung ein Signal unter 0,8 V ange-

- 25 - legt

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legt wird. Diese aus zwei Schwellwerten gebildete Charakteristik, d.h. die Spanne zwischen der oberen Auslöseschwelle und der der Überführung in die Ruhelage ist hierbei entscheidend, da diese jede Nullstellung vermeidet, die auf Schwingungen um den oberen Signalpegel zurückzuführen wäre. Eine mit dem PotentM von +5 V verbundene Schutzdiode 135 ist hierbei vorgesehen, um auszuschließen, daß Signale von mehr als 5V auf die Schaltung 134 übertragen werden. Die Ausgangsklemme 136 ist mit einem entsprechenden Eingang des logischen Schaltkreises 6 verbunden.

Figur 11 zeigt den Summenverstärker und den Inverter der in Figur 1 gezeigten Schaltung 26. Der Summenverstärker umfaßt einen Operationsverstärker 137, dessen Eingang mit einem Multiplikation- bzw. Verzweigungspunkt 138 verbunden ist, mit dem mehrere Widerstände des Typs 139 gekoppelt sind, wobei die andere Klemme 140 die Eingangsklemme darstellt, auf die das Ausgangssignal eines Gatters 23 (Figur 1) übertragen wird. Eine derartige Summierschaltung wird auch in dem obengenannten Werk auf Seite 66 und den folgenden gezeigt. Diese Schaltung ist mit einem Gegenkopplungswiderstand 141 ausgerüstet. Der Inverter umfaßt einen Operationsverstärker 142 mit einem Eingangswiderstand 143, auf den das Ausgangssignal von 137 übertragen wird, ferner einen Gegenkopplungs- widerstand 144. Somit liefern die Ausgangsklemmenl45, direkt mit dem Ausgang von 137, und die Klemmen 146, mit dem Ausgang von 142 verbunden, Signale, die zueinander in Gegenpha-* se stehen.

Figur 12 zeigt einen Stromquellen-Verstärker"der Schaltung 29 entsprechend Figur.' 1. Dieser umfaßt einen Operationsverstärker 147, der entsprechend dem Schema angeschlossen ist, das in dem obengenannten Werk auf Seite 76, Fig. V.21 eingesehen werden kann. Der Eingang ■*- von 147 ist mit der Eingangsklemme 145, z.B. über einen Widerstand 148 und mit dem Ausgang von 147 über einen Widerstand 149 verbunden, der eine Gegenkopplung gewährleistet. Der Eingang +

·" 26 «* ~ von

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von 147 ist mit einem Potential von -6V über einen Widerstand 150 und mit dem Ausgang von 147 über einen Widerstand 151 verbunden, der einen anderen Teil der Gegenkopplung übernimmt. Zwischen den Eingängen - und + von 147 sind in zueinander versetzter Anordnung die Begrenzerdioden 152 und 153 montiert. Die Klemme + ist direkt mit der Klemme Ll verbunden (beispielhafte Ausführung), wobei die mit Ll verbundene Leitung die Last darstellt, in der unbeeinflußt ein Strom fließt, womit eine entscheidende Bedingung für den Signalgenerator erfüllt wird.

Die Figur 12 zeigt eine Verbindungsschaltung der Ausgangsklemmen Ll und L2 sowie der Eingangsklemmen L3 und L4 des Signalgenerators mit einer Zweidraht-Verbindungsleitung .154 und 155 zum Signalgenerator der anderen Fernsprechzentrale. Ll und L3 sowie L2 und L4 sind miteinander verbunden, wobei zwischen ihren Verbindungspunkten ein Widerstand 156 von 600"a eingeschleift ist; ferner sind hier zwei im Dauerbetrieb arbeitende Trenn-Kondensatoren bei 157 und 158 vorgesehen, die sich zwischen den Klemmen von 156 und den beiden Anschlüssen 154 und 155 befinden. In diesem Zusammenhang wird deutlich, daß in diesem Falle und wegen der Eingangs schaltung 1 Störausblendfilter in den Zweigen 3-und 5 des Empfängers des Signalgenerators vorgesehen werden müssen.

Figur 13 zeigt Wellenformen zur Erläuterung der Funktion 'des Hüllkurven-Detektors und des Signal-Formungselements 14. Am Eingang 87 (Figur 7) liegt ein Schwebungssignal zwischen zwei Codefrequenzen in der Art des bei A gezeigten vor. Am Eingang - von,94 ergibt sich nach Erfassung der Hüllkurve des Signals entsprchend Kurve A- sowie nach Verstärkung das praktisch, rechteckförmige Signal nach. Kurve B. Nachdem dieses verstärkte Signal das Element 94 in der RC-Schaltung von 97 und 98 durchlaufen hat, ergibt sich, der invertierte Signaleinsatz der Kurve C, während bei Beendigung des Signals die Diode 100 einen steilen Anstieg der Signalflanke bewirkt.

- 27 - Wie

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Wie bereits vorher erwähnt wurde, dient das der Kurve C entsprechende Signal zur Verstärkungssteuerung des Verstärkers nach Figur 6 und zwar nach Anlegen auf die Klemme 83 sowie auf die Selektivitätssteuerung des Filters nach Figur 8, nach Anlegen auf die Klemme 78.

Wie aus der Beschreibung hervorging, kann die Einheit des Signalgenerators mit Hilfe von analogen integrierten Schaltungen in Form von Operationsverstärkern und Widerständen aufgebaut werden, wodurch dieser Einheit eine außerordentlich hohe Zuverlässigkeit und der Vorteil eines sehr geringen Platzbedarfs verliehen wird.

Abgesehen davon, daß die Grundzüge der erfindungsgemäß aufgebauten Einheit im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, dürfte es als selbstverständlich, gelten, daß die vor^-liegende Beschreibung nur bei"-spielhaften Charakter besitzt und die Erfindung keinesfalls auf das Dargestellte beschränkt-.

- 2ß - Patentansprüche

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Claims

_ ΊΟ _ ί O Patentansprüche

1.,· Signalempfäger, insbesondere in einen Mehrfrequenz-Signalgenerator verwendbar, der Selektivfilter enthält, wobei jeder Selektivfilter einer der Signalisierungs-Frequenzen entspricht und in jedem Filter ein nachgeschalteter Detektor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß dieser zusätzlich eine Detektorschaltung für die Signalhüllkurve umfaßt, der ein Signal-Formungselement nachgeschaltet ist, das dem Ausgangssignal des Hüllkurven-Detektors eine Vorderflanke mit verhältnismäßig geringer Steilheit verleiht, wobei das Eingangssignal des Signalempfängers gleichzeitig den Selektivfiltern und dem Hüllkurven-Detektor zugeführt wird und es sich bei den Selektivfiltern um solche mit gesteuerter Selektivität handelt und daß das Ausgangssignal des Signal-Formungselementes den Steuerorganen für die Selektivität der Filter in der Form zugeführt wird, daß der Gesamtbetrag der Selektivität der Filter nur dann erreicht werden kann, wenn das Ausgangssignal des Signal-Formungselementes sein Maximum erreicht hat.

2. Signalempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal-Formungselement dem Ausgangssignal des Hüllkurven-Detektors eine Hinterflanke großer Steilheit verleiht.

3. Signalempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Selektivfiltern um aktive Bandfilter mit doppelter Gegenkopplung handelt, wobei einer

\ der Widerstände der Gegenkopplungsschaltung regelbar ist und ■ in Parallel-Anordnung einen Festwiderstand aufweist, dessen Wert der Gesamt-Selektivität des Filters entspricht, daß ferner die Drain/Source-Schaltung eines Feldeffekttransistors vorgesehen ist, dessen Gitter mit dem Ausgang des Signal-Formungselements in der Weise verbunden ist, daß bei fehlen-

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dem Signal am Eingang des Empfängers die Drain/Source-Schaltung einen Widerstand von praktisch Null besitzt und daß nach Vorliegen des Signals am Eingang des Empfängers die Drain/Source-Schaltung einen sehr großen Widerstand aufweist.

4. Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1/2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Selektivfilter zumindest zwei in Serie geschaltete Bandfilter umfassen, von denen zumindest das erste eine feststehende Selektivität aufweist, die auf eine vorher festgelegte Frequenz ausgerichtet ist und zumindest das letzte Filter eine gesteuerte Selektivität besitzt, die bei dessen Betrieb mit vollem Selektivitätswert ebenfalls auf diese vorher festgelegte Frequenz ausgerichtet ist.

5. Signalempfänger, insbesondere in einem Mehrfrequenz-Signal-" generator verwendbar, der Störausblendfilter enthält, um die unerwünschten Frequenzen auszufiltern, denen ein mit automatischer Verstärkung arbeitender Verstärker nachgeschaltet ist, der auf die Selektivfilter Signale mit konstantem Pegel überträgt, dadurch gekennzeic·. hn e t , daß dieser einen Hüllkurven-Detektor umfaßt, dem wiederum ein Signal-Formungselement nachgeschaltet ist, das dem Ausgangssignal des Hüllkurven-Detektors eine Vorderflanke mit verhältnismäßig geringem Anstieg verleiht, wobei das Ausgangssignal der Störausblendfilter jeweils parallel zu dem . Verstärker und dem Detektor übertragen wird und daß die Verstärkungs-Steuerschaltung des Verstärkers durch das Ausgangssignal des Signal-Formungselements in der Weise gesteuert wird, daß sich der volle Wirkungsgrad erst dann einstellt, wenn das Ausgangssignal seine Maximalamplitude als Absolutwert erreicht hat, wobei die Verstärkung des Verstärkers bei fehlendem Signal minimal ist.

6. Signalempfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die automatische Verstärkungs-Steuerschaltung einen Regelwiderstand umfaßt, der in Abzweigschaltung am

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Signaleingang des Verstärkers angeordnet ist und dessen Wert : einerseits durch die automatische Verstärkungs-Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Pegel des .Ausgangssignals des Verstärkers und andererseits vom Ausgangssignal des Signal-For- ; mungselements gesteuert wird.

7. Signalempfanger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß es sich bei dem Regelwiderstand um einen Feldeffekttransistor handelt, dessen Source/Drain-Schaltung in Abzweig-

; schaltung an der Eingangsklemme des Verstärkers liegt, v/obei an dessen Gitter das Steuersignal zur automatischen Verstärkungssteuerung und das Ausgangssignal des Signal-Formungselementes gelegt sind.

8. Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet , daß der Hüllkurven-Detektor und das Signal-Formungselement gleichzeitig für die eine und für die andere Steuerung verwendbar sind.

9. Mehrfrequenz-Signalgenerator mit einem Signalempfänger nach ■\ einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Signal-Sender zum Anschluß an eine Zweidraht-Übertragungsleitung, dadurch, gekennzeichnet , daß die Eingangsschaltung des Empfängers mit einem Differential-Operationsverstärker ausgerüstet ist, dessen Eingänge jeweils an einen Zweidraht-Kanal angeschlossen sind, wobei die Ausgangsschaltung des Senders mit

zwei als Stromverstärker geschalteten Operationsverstärkern ausgej rüstet ist, deren Ausgänge jeweils an einen Zweidraht-Kanal ^! angeschlossen sind und daß die beiden auf die Stromverstärker j übertragenen Signale zueinander in Gegenphase stehen.

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