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Telefonanrufheantworter
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Zur Speicherung eines vom Telefonanrufbeantworters wiederzugebenden
Meldetextes bzw. zum Aufnehmen einer vom Anrufenden zu hinterlassenden Nachricht
werden bei Telefonanrufbeantwortern üblicherweise Tonbandspeicher benutzt. Tonbandspeicher
sind jedoch gerätetechnisch relativ aufwendig und vergrößern die Abmessungen des
Anrufbeantworters. Darüberhinaus ist die Ansprechzeit, mit der der Tonbandspeicher
gestartet werden kann, relativ groß. Beim Aufsprecnen des Meldetextes muß der Sprecher
deshalb den Sprechbeginn um eine vorbestimmte Zeitspanne gegen den Start des Tonbandspeichers
einhalten, was eine gewisse Übung erfordert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Telefonanrufbeantworter anzugeben,
dessen Sprachspeicher nahezu verzögerungsfrei gestartet werden kann, wobei die Speicherkapazität
dieses Speichers möglichst gut ausgenutzt werden soll, um mit einem relativ kleinen
Speicher auskommen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sprachspeicher
als Digitalspeicher ausgebildet ist, in dessen Speicherplätze mittels eines Analog-Digital-Wandlers
mit vorgegebener Abtastfrequenz digitalisierte Sprachabtastwerte fortlaufend einschreibbar
sind oder aus dessen Speicherplätzen die Sprachabtastwerte fortlaufend über einen
Digital-Analog-Wandler auslesbar sind und daß eine die fortlaufende Adressierung
der Speicherplätze zumindest beim Einschreiben der Sprachabtastwerte steuernde Speichersteuerung
mit einem auf Pausen der zu speichernden Sprache ansprechenden Sprachdetektor verbunden
ist, der eine Adressenänderung der Speichersteuerung während der Pause sperrt.
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In den Sprachspeicher werden ausschließlich die Sprachphasen, nicht
jedoch die für die Information bedeutungslosen Sprachpausen eingeschrieben. Die
Speicherkapazität des Sprachspeichers wird damit besser ausgenutzt, so daß der Sprachspeicher
mit geringerer Speicherkapazität konzipiert werden kann.
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Die Sprachpausen werden aus der wiedergegebenen Sprache eliminiert.
Dies ist insbesondere für das Aufsprechen des Meldetexte-s, d.h. der Nachricht für
den Anrufenden, von Bedeutung, da der Meldetext unabh-ängig vom tatsächlichen Sprechbeginn
beim Aufsprechen-zu einem definierten Zeitpunkt, der durch die Anfangsadresse des
Sprachspeichers bestimmt ist, wiedergegeben werden kann. Da der digitale Sprachspeicher
nahezu verzögerungsfrei gestartet werden kann, läßt sich die Wiedergabe des Meldetextes
problemlos mit dem Anruf und dem Zeitbedarf für die Herstellung der Telefonverbindung
zwischen Anrufbeantworter und T.elefonnetz koordinieren.
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Die Abtastfrequenz und die Anzahl der digitalen Amplitudenstufen werden
durch die geforderten Qualitätskriterien bestimmt und legen den.Speicherplatzbedarf
fest. Die Abtastfrequenz soll wenigstens doppelt so groß sein als die höchste zu
übertragende Sprachfrequenz des von 0,3 kHz bis 3,4 kHz reichenden Telefonsprachfrequenzbands.
Aus
Gründen der Sprachverständlichkeit sollte zumindest die dritte Oberwelle des Sprachfrequenzbands
übertragen werden, so daß die höchste zu übertragende Frequenz bei etwa 10 kHz liegt.
Eine geeignete Abtastfrequenz liegt deshalb etwa bei 20 kHz.
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Der Anålog-Digital-Wandler kann nach Art eines Puls-Code-Modulators
aufgebaut sein, der für jeden Sprachabtastwert ein dessen Amplitudenstufe bezeichnendes
Code-Wort an den Sprachspeicher abgibt. Um den Digitalspeicher jedoch optimal ausnutzen
zu können, wird bevorzugt ein Digitalisierungsalgorithmus gewählt, der lediglich
die für die spätere Nutzung. wesentlichen Signalbestandteile in digitale Signale
umwandelt. Der Digitalisierungsalgorithmus sollte deshalb möglichst wenig Redundanz
haben. Speziell geeignet sind Deltamodulatoren, insbesondere einfach integrierende
Deltamodulatoren. Bei der Deltamodulation werden die Impulse des digitalisierten
Sprachsignals periodisch wiederholt.
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Jeder Impuls repräsentiert den selben Wert. Ist der Sprachabtastwert
größer als der jeweils vorhergehende Sprachabtastwert, so gibt der Deltmodulator
einen Impuls ab. ist der Sprachabtastwert kleiner, so fehlt der Impuls und der Digital-Analog-Wandler
zieht bei der Wiedergabe in diesem Fall den Wert eines Impules ab.
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Der Sprachdetektor kann beispielsweise auf die Amplitude der Sprachsignale
ansprechen. Als günstiger hat es sich jedoch erwiesen, wenn der Sprachdetektor eine
Speicherstufe für wenigstens einen digitalisierten Sprachabtastwert des Analog-Digital-Wandlers
sowie eine Vergleicherstufe zum Vergleich von wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden
Sprachabtastwerten aufweist und die Adressenänderung der Speichersteuerung sperrt,
wenn die aufeinanderfolgenden Sprachabtastwerte gleich sind. Ein solcher Sprachdetektor
arbeitet störungssicherer als ein auf absolute Amplitudenwerte ansprechender Sprachdetektor.
Darüberhinaus
kann die Ansprechzeit des vorstehend erläuterten Sprachdetektors
kürzer bemessen werden.
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Zweckmäßigerweise werden mehrere Sprachabtastwerte miteinander verglichen,
bevor ein die Sprachpause kennzeichnendes Signal erzeugt wird. Der Sprachdetektor
kann hierzu ein mit der Abtastfrequenz fortgeschaltetes Schieberegister aufweisen,
in das die digitalisierten Sprachabtastwerte in ununterbrochener Reihe einschreibbar
sind. Die Ausgänge des Schieberegisters sind an eine die Gleichheit der Ausgangssignale
erfassende Gatterstufe angeschlossen. Das die Sprachpause kennzeichnende Signal
wird erstdann erzeugt, wenn eine durch die Stufenzahl des Schieberegisters bestimmte
Anzahl von Sprachabtastwerten als gleich erkennt ird.
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Einfach integrierende Deltamodulatoren geben bei zeitkonstantem Eingangssignal
eine alternierende Bitfolge, d.h. eine alternierende Folge von Impulsen und Impulslücken
ab.Bei Verwendung eines solchen Modulators weist die Gatterstufe bevorzugt eine
Vielzahlt Exklusiv-Oder-Gatter auf, die eingangsseitig im Ring an je zwei in Schieberichtung
benachbarte Ausgänge des Schieberegisters und ausgangsseitig an ein UND-Gatter bzw.
NAND-Gatter angeschlossen sind.
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Aufgrund der sehr kurzen Ansprechzeit des Sprachdetektors und der
sehr geringen Startverzögerung des Digitalspeichers werden die Sprachpausen der
wiedergegebenen Sprache nahezu vollständig eliminiert. Bei gewissen Anwendungsfällen
ist es wünschenswert, wenn wenigstens geringe Sprachpausen zurückbleiben. Sprachpausen
vorbestimmter Dauer lassen sich einfügen, wenn der Sprachdetektor ein Zeitglied
aufweist, das die Sperrung der Adressensteuerung für eine vorgegebene Zeitdauer
gegen den Beginn der Sprachpause verzögert. Als Zeitglied läßt sich ein einfaches
nachtriggerbares Monoflop verwenden, welches über ein Tor im Takt der Abtastfrequenz
nachgetriggert wird. Das Tor wird während der vom Sprachdetektor erkannten Sprachpause
gesperrt, so daß das Monov
v flop nicht mehr nachgetriggert wird
und nach Ablauf seiner Zeitkonstante seinerseits die Adressensteuerung sperrt.
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Bei dem Digitalspeicher kann es sich um ein Schieberegister handeln,
welches mit der Abtastfrequenz fortgeschaltet wird und in das die Sprachabtastwerte
der Reihe nach eingelesen werden.
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Der Sprachdetektor steuert hierbei den Fortschaltbetrieb des Schieberegisters.
Die Adressierung der in dem Schieberegister gespeicherten Sprachabtastwerte ist
durch die momentane Stellung in dem Schieberegister bestimmt. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist der Digitalspeicher als adressierbarer Speicher (Random Access
Memory) ausgebildet. Die Speichersteuerung weist hierbei zum Festlegen der Adresse
des digitalen Speichers einen Adressenzähler auf, an dessen Zähleingang ein Taktgenerator
über eine vom Sprachdetektor steuerbare Torschaltung angeschlossen ist. Die Torschaltung
kann Bestandteil des Adressenzählers sein oder aber durch eine gesonderte Gatterschaltung
gebildet sein.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert werden, in der schematisch ein Blockschaltbild eines Digitalspeichers
mit zugehöriger Speichersteuerung eines Telefonanrufbeantworters dargestellt ist.
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Der im übrigen nicht dargestellte Telefonanrufbeantworter umfaßt einen
adressierbaren -Digitalspeicher 1, dem über einen als einfach integrierender Deltamodulator
ausgebildeten Analog-Di--git-al-Wandler 3 digitale Sprachabtastwerte zugeführt werden,
die der Analog-Digital-Wandler 3 aus analogen Sprachsignalen, etwa dem Meldetext
oder der vom Anrufenden zu hinterlassenden Nachricht erzeugt. Die Abtastfrequenz,
mit der die Sprachabtastwerte aufeinander folgen, wird durch einen an den Analog-Digital-Wandler
3 angeschlossenen Taktgenerator 5 bestimmt. Die Sprachabtastwerte werden aufeinanderfolgend
in den Digitalspeicher 1 eingeschrieben, wobei die Speicheradressen durch einen
Adressenzähler 7 bestimmt werden, der durch Taktimpulse des Taktgenerators
5
mit der Abtastfrequenz fortgezählt wird. Mittels einer Steuerung 9 kann der Digitalspeicher
1 vom Schreibbetrieb auf den Lesebetrieb umgeschaltet werden, wobei der Steuerung
9 an einem Eingang 11 ein entsprechendes Steuersignal zuführbar ist. Bei der Sprachwiedergabe
werden die gespeicherten, digitalisierten Sprachabtastwerte aus dem Digitalspeicher
1 ausgelesen und über einen zur Delta-Demodulation geeigneten Digital-Analog-Wandler
13 in analoge Sprachsignale umgewandelt. Der Digital-Analog-Wandler 13 ist ebenfalls
an den Taktgenerator 5 angeschlossen und arbeitet synchron zum Adressenzähler 7.
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Der als Deltamodulator arbeitende Analog-Digital-Wandler 3 erzeugt
seriell Bitfolgen, bei welchen jedes durch einen Impuls gekennzeichnete Bit die
Zunahme des analogen Sprachsignals um einen vorbestimmten Amplitudendifferenzwert
kennzeichnet, während das Fehlen des Impulses die Amplitudenabnahme des analogen
Sprachsignals um den Amplitudendifferenzwert repräsentiert.
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Da lediglich Sprachsignaländerungen erfaßt und gespeichert werden,
ist der Speicherplatzbedarf des Digitalspeichers 1 relativ gering.
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Um beim Einschreiben der Sprachabtastwerte in den Digitalspeicher
1 Sprachpausen erkennen zu können, ist an den Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
3 ein vom Taktgenerator 5 fortgeschaltetes Schieberegister 15 angeschlossen, in
das in kontinuierlicher Reihenfolge die Impulse bzw. durch fehlende Impulse gebildete
Impuls lücken der digitalisierten Sprachabtastwerte eingeschrieben werden. An je
zwei in Schieberichtung benachbarte Ausgänge des Schieberegisters 15 sind Exklusiv-Oder-Gatter
17 angeschlossen, deren Ausgänge über ein NAND-Gatter 19 zusammengafaß-t sind. Die
wxklusiv-Oder-Gatter 17 sind im Ring geschaltet, d.h. der erste und der letzte Ausgang
des Schieberegisters 15 sind gemeinsam an eines der Exklusiv-Oder-Gatter 17 angeschlossen.
Die Exklusiv-Oder-Gatter 17 erfassen, ob in dem Schieberegister 15 eine alternierende
Bitfolge gespeichert ist, die der Änalog-Digital-Wandler 3 bei zeitkonstantem,analogen
Sprachsignal erzeugt. Das
NAND-Gatter 19 erfaßt, ob der gesamte
Inhalt des Schieberegisters 15 aus einer alternierenden Bitfolge besteht. Die Zahl
der Speicherstufen des Schieberegisters 15 bestimmt abhängig von der Abtastfrequenz
des Taktgenerators 5 den auf Zeitkonstanz des analogen Sprachsignals überprüften
Zeitabschnitt. Bei einer Abtastfrequenz von 20 kHz hat sich ein Schieberegister
mit 8 Bit als ausreichend erwiesen.
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Während der durch zeitkonstante Analogsignale gekennzeichenten Sprachpausen
wird der Adressenzähler 7 gesperrt. Die Taktimpulse des Taktgenerators werden dem
Zähler 7 über ein UND-Gatter 21 zugeführt. Der Taktgenerator 5 ist an einen Eingang
des UND-Gatters 21 angeschlossen. An einen anderen Eingang des UND-Gatters 21 ist
der Ausgang eines nachtriggerbaren Monoflops 23 angeschlossen, dessen Triggereingang
über ein UND-Gatter 25 mit dem Taktgenerator 5 verbunden ist und durch dessen Taktimpulse
mit der Abtastfrequenz nachgetriggert wird. Der andere Eingang des UND-Gatters 25
ist an das NAND-Gatter 19 angeschlossen. Das UND-Gatter 25 ist damit während der
Sprachpausen für Taktimpulse des Taktgenerators 5 gesperrt, so daß das Monoflop
23 nach Ablauf seiner vorgegebenen Zeitkonstante das UND-Gatter 21 für Taktimpulse
sperrt und der Zähler 7 für die Dauer der Sprachpause angehalten wird. Das Monoflop
23 erzeugt eine kurze Sprachpause vorgegebener Dauer zwischen den im Digitalspeicher
1 gespeicherten Sprachphasenf um diese bei der Wiedergabe wenigstens geringfügig
voneinander zu trennen.
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Die Steuerung 9 ist an einem weiteren Eingang des UND-Gatters 21 angeschlossen
und schaltet die Sprachpausenerkennung lediglich während des Sprachaufnahmebetriebs
wirksam. Während der Sprachwiedergabe werden die Taktimpulse des Taktgenerators
5 über ein UND-Gatter 27 dem Adressenzähler 7 zugeführt. Ein mit der Steuerung 9
verbundener, negierter Eingang des UND-Gatters 27 sorgt dafür, daß die UND-Gatter
27 und 21 nur wechselweise gesperrt werden können.
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