-
-
Fernsprechstation mit Freisprechen
-
Die Erfindung betrifft eine Fernsprechstation mit Freisprechen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neue Fernsprechstation
mit Freisprechen zu schaffen, die aufgrund eines neuen Prinzips der Signalverarbeitung
mittels eines Mikroprozessors ein sehr leistungsfähiges, sicher arbeitendes und
kostengünstiges Produkt darstellt.
-
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß eine durch einen Mikroprozessor
gesteuerte adaptive Gabel schaltung vorgesehen ist.
-
Dadurch wird bei Gesprächsbeginn in Abhängigkeit von dem Quotienten
von Sendepegel zu Rückhörpegel das Nachbildungsnetzwerk der Gabel schaltung im Bezug
auf den jeweils vorhandenen Scheinwiderstand der Leitung optimiert. Der hierdurch
erzielte Gewinn an Gabelübergangsdämpfung wird sofort in einen reduzierten Steuerhub
umgesetzt, wodurch sich ein erheblich verbesserter Gesprächskontakt erzielen läßt.
-
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß die Ruhelage der Sprachsteuerung
nach einer empirisch ermittelten Kennlinie in Abhängigkeit von der Größe des Steuerhubes
des Mikrofonnutzpegels und des Störgeräusches zwischen Sendeseite und Empfangsseite
kontinuierlich durch
einen Mikroprozessor einstellbar ist. Dadurch
ist die Ruhelage einfacher und genauer einstellbar.
-
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß für die Steuerung aller
Funktionen der Freisprecheinrichtung ein Mikroprozessor (P) vorgesehen ist.
-
Dadurch wird eine wesentlich einfachere Gesamtsteuerung der Fernsprechstation
erreicht.
-
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß die gesamte Intelligenz
der Station im Speicher des Mikroprozessors (P) konzentriert ist und gegen Fehlfunktion,
äußere Einflüsse und Entnahme abgesichert ist.
-
Hierdurch wird Handhabung vereinfacht und unerwünschte Zugriffe und
Einflüsse werden vermieden.
-
Die Funktion der Fernsprechstation wird anhand einer Figur erläutert.
-
Die Figur enthält die in der Bezugszeichenliste aufgeführten Teile
und Funktionseinheiten.
-
Funktionsbeschreibung der Fernsprechstation. Die (dick gezeichneten)
Sprechsignalwege für die Sende- und Empfangsrichtung haben folgenden Verlauf: Abhängig
davon, ob mit dem Handapparat oder frei gesprochen wird (Betätigen der Freisprechtaste
F), schaltet der Gabelumschalter (GU) eines der beiden Mikrofone (Mikrofon im Handapparat
HAM, Freisprechmikrofon FM) an den Eingang des Mikrofonverstärkers MV. Der GU bewirkt
auch eine Umschaltung dessen Verstärkung zur Anpassung an die unterschiedliche akustische
Empfindlichkeit beider Mikrofone. Das Dämpfungsglied DGGE reduziert bei Freisprechbetrieb
in
geräuscherfüllter Umgebung den Sendepegel soweit, daß der ankommende
Teilnehmer durch die Störgeräusche nicht "weggedrückt" wird, d.h. die Steuerung
nicht fälschlich auf Senden umschaltet. Im digitalen Dämpfungsglied Senden (DDGS)
wird das Mikrofonsignal bei Handapparatbetrieb nicht beeinflußt, bei Freisprechen
abhängig von der Sprechrichtung und dem Steuerhub mehr oder weniger bedämpft. Dieses
Dämpfungsglied ist (genau so wie das empfangsseitige DDGE) aus einem Widerstandsnetzwerk
und digital ansteuerbaren Schaltern (C-MOS) aufgebaut. In Schritten von 0,5 dB kann
jede Dämpfung von 0 bis 31,5 dB eingestellt werden. Die anschließende adaptive Gabelschaltung
(AG) bewirkt die Sprechrichtungstrennung von abgehenden und ankommenden Sprachsignalen.
Statt des bisher üblichen Differentialübertragers wird eine Brückenschaltung (Wheatstone-Brücke)
verwendet. Nach der Beziehung R1 ~ Z Leitung R2 = Z Nachbildung wird zur Reduzierung
der erforderlichen Sendeleistung die Nachbildung um den Faktor 10 hochohmiger als
die Leitungsimpedanz ausgelegt. In der einen Brückendiagonalen wird mittels gesteuerter
Stromsenke das Sendesignal eingekoppelt, in der anderen durch einen Differentialverstärker
das Empfangssignal ausgekoppelt. Über die Kontakte des Gabelumschalters bzw. der
Freisprechtaste gelangt das Sendesignal auf die Leitung.
-
Das Empfangssignal wird bei Handapparatbetrieb (Handapparat HA) nach
der Gabeischaltung (evtl. über einen Tiefpaß) der Hörkapsel zugeführt. Bei Freisprechen
wird das Signal durch das digitale Dämpfungsglied Empfang (DDGE) mehr oder weniger
bedämpft, und zwar im gleichen Maße, aber gegenläufig wie das Sendesignal durch
das identisch aufgebaute sendeseitige Dämpfungsglied DDGS.
-
Der Endverstärker EV verstärkt die ankommenden Sprachsignale auf den
nötigen Lautsprecherpegel.
-
Am Gabelumschalter sind in üblicher Anordnung das Wahlorgan (WO) und
der elektronische Wecker (EW) (Piezowandler PW) angeschlossen. Ein ankommender Ruf
wird kurzzeitig gespeichert (SP) und nach dem Einschalten des Telefons potentialgetrennt
(PT) vom Mikroprozessor (P) abgefragt. Davon abhängig wird bei ankommenden Gesprächen
mit einem relativ hohen, bei abgehenden Gesprächen mit niedrigerem Steuerhub gestartet.
Im ersten Fall sind dann auch leise Signale hörbar, während im zweiten Fall der
üblicherweise recht laute Wählton nicht zu unschönen Regelschwingungen der automatischen
Lautstärkeregelung führen kann. Die Stromversorgung (S) koppelt den nötigen Betriebsgleichstrom
für den gesamten Verstärker aus der Leitung aus, ohne die Wechselstromimpedanz zu
verändern.
-
Dies besorgt eine elektronische Drosselschaltung. Für schnelle Sprechbereitschaft
und Betriebsspannungsstabilisierung ist die Stabilisierung ST nötig. Sie trennt
in der Einschaltphase den relativ großen Ladekondensator für die Gegentakt-B-Endstufe
des Lautsprechers (LS) vom übrigen Stromkreis ab.
-
Die Sprechrichtungserkennung geschieht wie bei bisherigen Fernsprechverstärkern
durch Vergleich (K) der beiden gleichgerichteten Sprachsignale (Gleichrichter Senden
GSI und Gleichrichter Empfangen GE). Der Komparatorausgang wird mit dem Mikroprozessor
verbunden. Mittels des Gleichrichters GS 2 wird der Ruhelagezustand (keiner der
beiden Gesprächsteilnehmer spricht) erkannt und ebenfalls dem Prozessor gemeldet.
Entsprechend dem Zustand seiner Eingänge steuert der Mikroprozessor nach speziellem
Programm die beiden Dämpfungsglieder. Diese Dämpfungsglieder haben einen besonderen,
unabhängig ansteuerbaren AUS-Zustand, um
bei Bedarf (z.B. MEV-Wahlfrequenzeinblendung,
Knackunterdrückung im Lautsprecher) den jeweiligen Kanal total zu sperren.
-
Mit dem Potentiometer für den Lautstärkesollwert wird die gewünschte
Lautstärke vom Benutzer vorgegeben. Die vom Gleichrichter-Regler (GR) aufbereitete
Lautsprecherspannung wird im Lautstärkekomparator (LK) mit der Sollspannung verglichen
und das Ergebnis dem Mikroprozessor zugeführt. Uber den Analog-Digitalwandler (D/A)
führt dieser einen Abgleich der Regel schleife durch und steuert dementsprechend
den Hub der digitalen Dämpfungsglieder.
-
Innerhalb bestimmter Grenzen bleibt dadurch bei unterschiedlich laut
ankommenden Gesprächen die Lautsprecherlautstärke konstant auf der gewünschten Höhe.
-
Damit im Raum des freisprechenden Teilnehmers vorhandenes Störgeräusch
(Klimaanlage, Flugzeug etc.) die Sprachsteuerung nicht in Stellung "Senden" blockiert,
wird der Mikrofonpegel mittels "Dämpfungsglied Geräuscherkennung" (DGGE) unter die
Schaltschwelle abgesenkt. Dieses Dämpfungsglied wird vom Mikroprozessor gesteuert,
welcher seine diesbezügliche Information zur Sprache-Störgeräusch-Unterscheidung
vom Lückenerkenner LE erhält. Gleichzeitig kann der Prozessor den durch die Dämpfung
im Sendekanal erzielten Stabilitätsgewinn zur Lautstärkeerhöhung im Empfangskanal,
der Geräuschkulisse angepaßt, verwenden.
-
Um mit möglichst geringem, den wechselseitigen Gesprächsfluß beeinträchtigenden
Steuerhub auszukommen, muß die unerwünschte Verkopplung des Sendekanals mit dem
Empfangskanal über die Gabelschaltung klein gehalten werden. Dies geschieht dadurch,
daß die Leitungsnachbildung die gleiche Impedanz hat wie die jeweilige Leitung.
Der Prozessor steuert hierzu C-MOS-Schalter an, welche Wirk- und Blind-
widerstände
mit der Gabelbrückenschaltung verbinden. Die Rückhörerkennung RE in Verbindung mit
dem D/A-Wandler bewirkt die Rückmeldung über die jeweilige Rückhördämpfung an den
Prozessor. Nach dem erfolgten Abgleichvorgang auf geringstes Rückhören wird dementsprechend
der Steuerhub reduziert und die Verstärkung empfangsseitig erhöht. Bei Unterschreitung
eines gewissen Resthubes wird dieser Optimierungsvorgang beendet, damit bei der
dann vorliegenden wenig bedämpften Verbindung der Halleindruck aufgrund der räumlichen
Verhältnisse beim Freisprecher auf der Gegenseite nicht zu stark wird.
-
Der in der Figur angedeutete Tiefpaß TP in der Leitung zum Telefon
des Handapparates HA dient dazu, außerhalb des Sprachbandes liegende Störgeräusche
auszublenden.
-
4 Patentansprüche 1 Figur
Bezugszeichenliste AG Adaptive
Gabel schaltung D/A Digital - Analog - Wandler DDGE Digitales Dämpfungsglied Empfang
DDGS Digitales Dämpfungsglied Senden EV Endverstärker EW Elektronischer Wecker FM
Freisprechmikrofon GE Gleichrichter Empfangen GS 1 Gleichrichter Senden 1 GS 2 Gleichrichter
Senden 2 GR Gleichrichter Regler GU, F Gabelumschalter, Freisprechtaste HA Hand
apparat K Komparator La, Lb Fernsprechleitung LE Lückenerkennung LK Lautstärkekomparator
LS Lautsprecher MV Mikrofonverstärker PW Piezowandler RE Rückhörerkennung S Stromversorgung
(elektronische Drossel) ST Spannungsstabilisierung P Mikroprozessor WO Wählorgan
TP Tiefpaß SP Ladungsspeicher PT Potentialtrennung