DE3016083A1 - Carrier frequency telephone system with CTD elements - has CTD selection filter, controlled by clock pulse frequency derived from carrier frequency - Google Patents

Abstract

The system transmits speech channels and selector signals, using at least one electric filter circuit, consisting of charge transfer devices (CTD). The filter circuit contains dipole or four-pole resonators with closed conductor loops of unidirectional transmission characteristics. To the resonators are connected at least one CTD supply line and at least one CTD tapping line. The recharge capacity of the enclosed conductor loop is different from that of these two lines. The selector filter consists also of CTD elements and is controlled by a clock pulse frequency, derived from a carrier frequency, already available in the carrier frequency telephone system. Pref., the clock pulse signal is derived from a carrier frequency of 192 kHz. Several filters with a single clock pulse generating circuit can form an integrated circuit.

Description

Trägerfrequenz-Fernsprechsystem zur Ubertragung vonCarrier-frequency telephone system for the transmission of

Sprachkanälen und Wahlsignalen Die Erfindung betrifft ein Trägerfrequenz-Fernsprechsystem zur Ubertragung von Sprachkanälen und Wahlsignalen unter Verwendung von wenigstens einer aus CTD-Elementen bestehenden elektrischen Filterschaltung, die in Form von Zweipol- oder in Form von Vierpol-Resonatoren ausgebildete Resonatoren mit in sich geschlossenen Leiterschleifen unidirektionalen Übertragungsverhaltens enthält, an die wenigstens eine als CTD-Leitung ausgebildete Zuführungsleitung und wenigstens eine als CTD-Leitung ausgebildete Abnahmeleitung angeschaltet ist und die Umladekapazität der in sich geschlossenen Leiterschleife unterschiedlich ist gegenüber der Umladekapazität der Zuführung- bzw.Voice Channels and Dialing Signals The invention relates to a carrier frequency telephony system for the transmission of voice channels and dialing signals using at least an electrical filter circuit consisting of CTD elements in the form of Two-pole resonators or resonators designed in the form of four-pole resonators closed conductor loops containing unidirectional transmission behavior the at least one feed line designed as a CTD line and at least a transfer line designed as a CTD line is connected and the transfer capacity the self-contained conductor loop is different compared to the reloading capacity the feed or

Abnahmeleitung.Acceptance management.

Bekanntlich werden in Trägerfrequenz-Fernsprechsystemen die im Niederfrequenzbereich in der Frequenzlage von etwa 300 Hz bis 3,4 kHz liegenden Sprachkanäle unter Verwendung von Modulatoren in eine höhere Frequenzlage transformiert und so für die weitere Ubertragung auf den Trägerfrequenzstrecken aufbereitet. Außer den eigentlichen Sprachkanälen sind dabei noch weitere Signale,wie die sogenannten Wahlsignale,zu übertragen.It is known that in carrier frequency telephony systems those in the low frequency range using voice channels lying in the frequency range of about 300 Hz to 3.4 kHz transformed by modulators into a higher frequency position and so for the next Prepared transmission on the carrier frequency links. Except for the actual voice channels There are also other signals to be transmitted, such as the so-called dialing signals.

Man verwendet hierzu Anordnungen, die geeignet sind, die außerhalb des Sprachkanals liegenden Wählsignale auf die Trägerfrequenzstrecke einzutasten. Beispielsweise sind Schaltungen dieser Art aus der DE-PS 1 902 091 bekannt geworden. Es ist diese Anordnung zwar abgestellt auf Durchlaßbereiche zwischen 48 kHz und 52 kz für das Kanalfilter, jedoch lassen sich in entsprechender Anwendung der dort gegebenen Lehre auch andere Durchlaßbereiche verwenden, wenn zusätzlich auch die Kanalträgerfrequenzen entsprechend geändert werden. Will man beispielsweise bei einem Durchlaßbereich von etwa 128 kHz bis 132 kHz arbeiten, dann kann durch Verwendung von 12 Kanalträgern im Abstand von 4 kliz im Bereich von 192 kHz bis 236 kMz wiederum eine Frequenzlage von 60 kHz bis 108 kHz für die Grundprimärgruppe erreicht werden.For this purpose, arrangements are used that are suitable for the outside of the voice channel lying dialing signals on the carrier frequency path. For example, circuits of this type are known from DE-PS 1 902 091. It is this arrangement although switched to passbands between 48 kHz and 52 kHz for the channel filter, but can be used accordingly the teaching given there also use other transmission ranges, if in addition the channel carrier frequencies can also be changed accordingly. If you want, for example work with a pass band of about 128 kHz to 132 kHz, then you can through Use of 12 channel carriers at a distance of 4 kliz in the range from 192 kHz to 236 kMz, in turn, a frequency range from 60 kHz to 108 kHz for the basic primary group can be achieved.

Weiterhin sind als Vierpol-Resonatoren bzw. als Zweipol-flesonatoren ausgebildete Filter und Resonatorschaltungen der einleitend bezeichneten Art bereits aus den Deutschen Patentschriften Nr. 24 53 669 und Nr.Furthermore, as four-pole resonators or as two-pole resonators trained filters and resonator circuits of the type mentioned in the introduction from German patents No. 24 53 669 and No.

25 55 835 und der Deutschen Auslegeschrift Nr.28 36 901 bekannt geworden. In diesen Druckschriften ist auch darauf hingewiesen, daß unter CTD-Leitungen einerseits sogenannte BBD-Anordnungen (Bucked Brigade Devices) also sogenannte Eimerkettenschaltungen, und andererseits auch sogenannte CCD-Anordnungen (Charged Coupled Devices) zu verstehen sind. CCD-Schaltungen sind solche Einrichtungen, die nach dem Prinzip der gekoppelten Ladungen arbeiten. Als übergeordneter Begriff für diese beiden Schaltungsarten hat sich die Bezeichnung 'ffCTD-Einrichtung" (Charge Transfer Devices) eingebürgert, und es ist für diese CTD-Leitungen charakteristisch, daß sie aus einer größeren Anzahl, also beispielsweise n einzelnen CTD-Elementen bestehen, die als vollintegrierbare Gesamtanordnungen realisiert werden können. Bekanntlich müssen solche CTD-Anordnungen über ein Taktsignal mit einer vorgebbaren Taktfrequenz fT betrieben werden, wobei das Taktsignal den einzelnen Umladekondensatoren zugeführt wird. In der Praxis werden dabei sogenannte Mehrphasen-CTD-Anordnungen bevorzugt, deren Taktsignale zueinander phasenverschoben sind, derart, daß benachbarte Umladekapazitäten mit phasenverschobenen Takten betrieben werden.25 55 835 and the German Auslegeschrift No. 28 36 901 become known. In these publications it is also pointed out that under CTD lines on the one hand so-called BBD arrangements (Bucked Brigade Devices) so so-called bucket chain circuits, and on the other hand so-called CCD arrangements (Charged Coupled Devices) are. CCD circuits are such devices that operate on the principle of coupled Work loads. As a general term for these two types of circuit The designation 'ffCTD device "(Charge Transfer Devices) has become established, and it is characteristic of these CTD lines that they consist of a larger one Number, for example n, of individual CTD elements that can be fully integrated Overall arrangements can be realized. It is well known that such CTD arrangements be operated via a clock signal with a predeterminable clock frequency fT, wherein the clock signal is fed to the individual recharging capacitors. In the practice So-called multi-phase CTD arrangements are preferred, their clock signals are phase-shifted to each other, such that neighboring transfer capacities with phase-shifted clocks are operated.

Wenn man demzufolge ein sogenanntes p-Phasentaktsystem (p = 2, 3, 4 ...) verwendet, dann besteht ein CTD-Element aus p benachbarten Umladekapazitäten. Einzelheiten hierüber finden sich zum Beispiel außerdem in dem Buch "Charge Transfer Devices, Academc Press Inc., New York, San Francisco, London 1975. Auch sind in diesem Buch und den einleitend genannten Druckschriften Schaltungsmöglichkeiten dafür angegeben, wie Signale für die Weiterverarbeitung in einer CTD-Anordnung aufbereitet werden können bzw. wie umgekehrt über CTD-Anordnungen übertragene Signale in andere Signalformen, zum Beispiel Analogsignale, rückverwendelt werden können. In den bereits erwähnten Deutschen Patentschriften sind nun Filterschaltungen angegeben, bei denen solche CTD-Leitungen zu einem in sich geschlossenen resonanzfähigen Ring geschaltet sind, wobei die Resonanzfrequenz dieser Ringe unmittelbar von der Anzahl n der fUr die in sich geschlossene Leiterschleife verwendeten CTD-Leitungselemente und der Taktfrequenz bestimmt wird. Für die Filtercharakteristik ist mitbestimmend das Verhältnis der Umladekapazitäten der in der Ausgangsleitung verwendeten CTD-Anordnung zu der Umladekapazität der in der geschlossenen Leiterschleife verwendeten CTD-Anordnung.If one consequently uses a so-called p-phase clock system (p = 2, 3, 4 ...) is used, then a CTD element consists of p adjacent transhipment capacities. Details about this can also be found, for example, in the book "Charge Transfer Devices, Academc Press Inc., New York, San Francisco, London 1975. Also are in this book and the publications mentioned in the introduction indicates how signals are prepared for further processing in a CTD arrangement or, conversely, signals transmitted via CTD arrangements to others Signal forms, for example analog signals, can be reused. In the already mentioned German patents are now given filter circuits in which such CTD lines are connected to form a self-contained ring capable of resonance are, whereby the resonance frequency of these rings depends directly on the number n of the fUr the self-contained conductor loop used and the CTD line elements Clock frequency is determined. The ratio is also decisive for the filter characteristic of the transfer capacities of the CTD arrangement used in the output line to the Transfer capacity of the CTD arrangement used in the closed conductor loop.

Wie einleitend bereits erwähnt, werden in Trägerfrequenz-Fernsprechsystemen zur Selektion der Wählsignale außerhalb des Sprachfrequenzbandes schmalbandige Filter benötigt. Diese Filter sollen bei kleinstmöglichem Raumbedarf und Realisierungsaufwand wenigstens ausreichend temperatur- und alterungsbeständig sein, hauptsächlich hinsichtlich ihrer Frequenzlage.As already mentioned in the introduction, carrier-frequency telephone systems Narrowband filters to select the dialing signals outside the voice frequency band needed. These filters should require the smallest possible space and implementation effort be at least sufficiently temperature and aging resistant, mainly with regard to their frequency position.

Wie sich zeigt, sind beim derzeitigen Stand der Technologie Raumbedarf und Realisierungsaufwand der bisher eingesetzten oder vorgeseheren LC-Filter, der mechanischen Filter und der aktiven RC-Filter verhältnismäßig groß, ebenso der Aufwand für die Temperaturkompensation und die Abstimmung der Filter. As can be seen, the current state of technology requires space and implementation costs of the previously used or planned LC filters, the mechanical filter and the active RC filter are relatively large, as is the effort for temperature compensation and filter tuning.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsausgestaltung für Trägerfrequenzsysteme anzugeben, bei der einerseits vorhandene Einrichtungen gegebenenfalls erhalten bleiben können und andererseits eine Integration der gesamten Schaltung möglich wird Ausgehend von dem einleitend genannten Trägerfrequenz-Fernsprechsystem wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Wahlfilter aus CTD-Elementen besteht und mit einer Taktfrequenz gesteuert ist die aus einer im Trägerfrequenz-Fernsprechsystem bereits vorhandenen Trägerfrequenz abgeleitet ist. The invention is based on the object of a circuit configuration to specify for carrier frequency systems, on the one hand existing facilities can optionally be preserved and on the other hand an integration of the whole Switching becomes possible Starting from the carrier-frequency telephone system mentioned in the introduction This object is achieved according to the invention in that the selection filter consists of CTD elements and is controlled with a clock frequency that is one in the carrier frequency telephone system already existing carrier frequency is derived.

Vorteilhafte Ausgestaltungen für die Aufbereitung des Taktsignals und die Integration der Schaltung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous refinements for processing the clock signal and the integration of the circuit are given in the subclaims.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungen ist von folgenden Überlegungen auszugehen. The following are used to implement the circuits according to the invention Considerations to proceed.

Da die Resonanzfrequenz der einleitend angegebenen CTD-Resonatoren durch den Zusammenhang Taktfrequenz dividiert durch ganzzahlige Anzahl der CTD-Glieder in der Leiterschleife gegeben ist, entfallen - bei ausreichend genauer und stabiler Taktfrequenz - Aufwendungen für Abstimmung und Temperaturkonpensation für die Bandmittenfrequenz. As the resonance frequency of the CTD resonators specified in the introduction by the relationship between the clock frequency and the integer number of CTD elements is given in the conductor loop - if it is sufficiently more precise and stable Clock frequency - expenses for tuning and temperature compensation for the band center frequency.

Die für CTD-Filter notwendige Erzeugung der Takt-Grundfrequenz kann ebenfalls entfallen, wenn sie aus einer im System bereits vorhandenen Frequenz ohne Selektion abgeleitet werden kann. Dies ist beispielsweise in Kanalumsetzern mit 128 kHz-Vormodulation möglich. Wird als Takt-Grundfrequenz zum Beispiel die Hälfte der niedrigsten Kanalträgerfrequenz (192 kHz) gewählt, so ergibt sich mit 25 CTD-Gliedern in den Resonatoren, oder ganzzahligen Vielfachen davon, eine Bandpaß-Mittenfrequenz von 3,840 kHz. Diese Frequenz liegt 2,5 Hz oberhalb der Soll-Mittenfrequenz von 3,8375 kHz, die ein Wahlfilter haben muß, das sich für die beiden im System vorkommenden Wahlfrequenzen 3,825 und 3,850 kHz eignet. Wegen des Ubertragungsbeiwertes i - 10 4 für den Ladungstransport in der CTD-Schaltung liegt, wie sich zeigt, die tatsächliche Bandpaß-Mittenfrequenz etwa 3 Hz unterhalb des theoretischen Wertes, so daß die zu erwartende Mittenfrequenz nur etwa 0,5 Hz unterhalb der Sollfrequenz liegt.The generation of the basic clock frequency required for CTD filters can also omitted if they are from a frequency that is already present in the system without Selection can be derived. This is for example with channel converters 128 kHz pre-modulation possible. For example, half is used as the basic clock frequency If the lowest channel carrier frequency (192 kHz) is selected, this results in 25 CTD elements in the resonators, or integer multiples thereof, a bandpass center frequency of 3.840 kHz. This frequency is 2.5 Hz above the target center frequency of 3.8375 kHz, which a selection filter must have, which is suitable for the two occurring in the system Optional frequencies 3.825 and 3.850 kHz are suitable. Because of the transfer coefficient i - 10 4 for the charge transport in the CTD circuit is, as can be seen, the actual one Bandpass center frequency about 3 Hz below the theoretical value, so that the expected center frequency is only about 0.5 Hz below the target frequency.

Schließlich kann der für CTD-Filter notwendige Aufwand für die Taktaufbereitung gemindert werden, indem mehrere Filter zusammen mit nur einer Takt-Aufbereitungsschaltung integriert werden. Die gesamte Filterschaltung ist auf einer Halbleiter-Substratfläche von der Größenordnung "mm2" untergebracht. Hinsichtlich des Realisierungsaufwandes können die Vorteile der Halbleitertechnik - verhältnismäßig geringe Herstellkosten bei großer Stückzahl - voll genutzt werden.Finally, the effort required for the CTD filter for the clock processing can be mitigated by having multiple filters together with just one clock processing circuit to get integrated. The entire filter circuit is on a semiconductor substrate surface of the order of "mm2". With regard to the implementation effort can take advantage of semiconductor technology - relatively low manufacturing costs in large numbers - be used to the full.

3 Patentansprüche3 claims

Claims (3)

Patentansprüche ½) Trägerfrequenz-Fernsprechsystem zur Ubertragung von Sprachkanälen und Wahlsignalen unter Verwendung von wenigstens einer aus OTD-Elementen bestehenden elektrischen Filterschaltung, die in Form von Zweipol-oder in Form von Vierpol-Resonatoren ausgebildete Resonatoren mit in sich geschlossenen Leiterschleifen unidirektionalen Übertragungsverhaltens enthält, an die wenigstens eine als CTD-Leitung ausgebildete Zuführungsleitung und wenigstens eine als CTD-Leitung ausgebildete Abnahmeleitung angeschaltet ist und die Umladekapazität der in sich geschlossenen Leiterschleife unterschiedlich ist gegenüber der Umladekapazität der Zufuhrungs- bzw. Abnahmeleitung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wahlfilter aus CTD-Elementen besteht und mit einer Taktfrequenz gesteuert ist,die aus einer im Trägerfrequenz-Fernsprechsystem bereits vorhandenen Trägerfrequenz abgeleitet ist.Claims ½) Carrier-frequency telephone system for transmission of voice channels and dialing signals using at least one of OTD elements existing electrical filter circuit, in the form of two-terminal or in the form of Quadrupole resonators designed resonators with self-contained conductor loops contains unidirectional transmission behavior, to the at least one as a CTD line trained supply line and at least one designed as a CTD line Acceptance line is switched on and the transfer capacity of the self-contained Conductor loop is different compared to the reloading capacity of the supply or take-off line, indicating that the selection filter consists of CTD elements and is controlled with a clock frequency that consists of a derived from the carrier frequency already present in the carrier frequency telephone system is. 2. Trägerfrequenz-Fernsprechsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Taktsignal aus einer Trägerfrequenz von 192 kHz abgeleitet ist.2. Carrier-frequency telephone system according to claim 1, d a d u r c h it is noted that the clock signal comes from a carrier frequency of 192 kHz is derived. 3. Trägerfrequenz-Fernsprechsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filter gemeinsam mit nur einer Taktaufbereitungsschaltung als integrierte Schaltung ausgebildet sind.3. Carrier frequency telephone system according to claim 1 or 2, characterized characterized in that several filters together with only one clock processing circuit are designed as an integrated circuit.