DE3606973A1

DE3606973A1 - Schaltungsanordnung fuer ein freisprechtelefon

Info

Publication number: DE3606973A1
Application number: DE19863606973
Authority: DE
Inventors: William Otho Raleigh N.C. Stottlemyer
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1986-10-09
Also published as: ES8707056A1; JPS61225955A; KR920009379B1; ES553429A0; US4641339A; KR860007792A; JPH047869B2

Description

Schaltungsanordnung für ein FreisprechteLefon

Die Erfindung betrifft eine SchaLtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Schaltungsanordnung ist z.B. aus einem Aufsatz von M.Slawik und H.Wiedmann in "Elektrisches Nachrichtenwesen", Band 53, Nr. 4, 1978, Seiten 288 bis 293, bekannt. Bei Freisprecheinrichtungen dieser Art werden sprachgesteuerte Abschaltung oder sprachgesteuerte Verstärkungsregelung in den beiden Übertragungszweigen dazu benutzt, Einschränkungen, die durch die akustische Kopplung zwischen Mikrofon und Lautsprecher und die unzureichende Dämpfung von Nebengeräuschen bedingt sind, unwirksam zu machen. Die Sprachsteuerung wird mittels Analogschaltern wie z.B. Feldeffekt-Transistoren realisiert, welche die Übertragungszweige abwechselnd ein- oder ausschalten. Die Schalter werden vom Sendesignal, vom Empfangssignal oder von einem aus beiden Signalen in einer Vergleichsschaltung gebildeten Signal angesteuert.

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Das bekannte Verfahren, den Sendezweig an- und abzuschalten, bringt einen Lästigen Nebeneffekt mit sich, der sich durch Si Ibenunterdrückung bemerkbar macht. Fur gewöhnlich werden dabei die Wortanfänge verstümmelt.

Ein ebenfalls bekanntes Verfahren, die Verstärkung anzuheben oder abzusenken, verursacht zwar weniger Silbenunterdrückung, kann aber Pumpgeräusche hervorrufen, wenn die Verstärkung auf- und abgeregelt wird und damit den Benutzer des Freisprechtelefons gleichermaßen stören.

Aus den vorgenannten Gründen bevorzugen die meisten Benutzer eines Freisprechtelefons heute VoIl-Dup lex-Einrichtungen, die weder Silbenunterdrückung noch Pumpen erzeugen können. Jedoch weisen diese Freisprechtelefone infolge der ungenügenden akustischen Entkopplung der übertragungszweige niedrige Sendepegel auf. Möglicherweise kann dieser Nachteil in absehbarer Zeit durch die Anwendung digitaler Signalverarbeitung beseitigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein Freisprechtelefon anzugeben, die eine Entkopplung der übertragungszweige ermöglicht, ohne die Verstärkung an- und abzuschalten oder zu variieren.

Eine Schaltungsanordnung, die die Aufgabe der Erfindung löst, ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschrieben. Ein mit dieser Schaltungsanordnung ausgestattetes Freisprechtelefon ist weitaus benutzerfreundlicher als die bisher bekannten derartigen Einrichtungen, da sich die hier verwendete sprachgesteuerte Veränderung der Bandbreite der Übertragungszweige für den Benutzer weitaus weniger bemerkbar macht als eine Veränderung der Verstärkung.

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Ausgestattungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben. Während Anspruch 2 eine Lösung enthält, die eine konsequente Trennung der beiden übertragungszweige einhält, beschreibt Anspruch 3 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Scha Itungs logik, die sich auch in Form einer integrierten Schaltung realisieren läßt.

Anhand von vier Figuren soll nun ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung ausführlich beschrieben und seine Funktion erklärt werden.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild des Sendezweiges

eines Freisprechtelefons nach der Erfindung.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild des Empfangszweiges eines Freisprechtelefons nach der Erfindung.

Figur 3 zeigt· einen für ein Freisprechtelefon nach der

Erfindung geeigneten Takt stromkreis.

Figur 4 zeigt ein Frequenz-Dämpfungs-Diagramm.

In Figur 1 ist ein Schaltplan des Sendezweiges 10 dargestellt. Ein Elektretmikrofon 12 ist mit dem Eingang eines Vorverstärkers 14 verbunden. Die Verstärkung des Vorverstärkers ist mittels des zugehörigen Widerstandsnetzwerks R2, R3, R4 so eingestellt, daß bei einem Scha I Idruckpeget von 74 dB an der Membrane des Mikrofons 12 ein Ausgangsspannungspegel von 30 dB am Ausgang des Vorverstärkers erscheint. Sowohl im Sendezweig als auch im Empfangszweig

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werden SchaLter-Kondensator-Filter eingesetzt. Das Schalte r-Kondensator-FiLter 16 im Sendezweig ist als VierpoL-HochpaßfiLter ausgeführt, besitzt einen Verstärkungsfaktor 1 im Du rchLaßbereich und eine Grenzfrequenz von 2 kHz im Leer lauf zustand. Es ist dem Vorverstärker 14 nachgeschaltet. Der Ausgang des Vorverstärkers 14 ist-zusätzlich mit einem aLs aktive Diode betriebenen Operationsverstärker 18 verbunden, der eine SignaLverstärkung von 30 dB aufweist und zusätzlich das Audiosignal gleichrichtet. Das AusgangssignaL des Operationsverstärkers wird durch ein aus dem Widerstand 20 und dem Kondensator 22 bestehendes Filter geglättet und entspricht annähernd dem Produkt aus dem Spitzenwert des EingangssignaLs und dem Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 18.

Diese Gleichspannung wird als Sende-Steuer-Spannung TXCON bezeichnet und dem nichtinvertierenden Eigang eines Steuer-Differentia L-Verstärkers 306 (Fig. 3) zugeführt. Sie dient der Steuerung eines spannungsgesteuerten Oszil-Lators 308 (Fig. 3), der im Zusammenhang mit Figur 3 näher beschrieben wird und den Steuertakt CLK für die Schalter-Kondensator-Filter 16, 104 erzeugt.

Das AusgangssignaL des SchaLter-Kondensator-FiLters 16 wird mittels eines Leitungsverstärkers 26 verstärkt und dann über einen Transformator 28 als Empfangs-Kontro 1I-Spannung RXLN dem Differentia L verstärker 306 zu dessen Steuerung zugeführt.

In Figur 2 ist der Empfangszweig 100 dargestellt. Der Empfangszweig erhält sein EingangssignaL aus der Teilnehmerleitung TL über den DifferentiaLtransfοrmator 28. Das EingangssignaL wird einem Potentiometer 102 zugeführt, das als EmpfangspegeIsteLLer dient. Das dem Poten-

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tiometer 102 nachgeschaLtete Scha Lter-Kondensator-FiLter 104 des Empfangszweiges ist aLs VierpoL-TiefpaßfiLter ausgeführt. Es besitzt einen Verstärkungsfaktor von 1 innerhaLb seines DurchLaßbereichs und eine Grenzfrequenz von 500 Hz im LeerLauf zustand. Der Ausgang des EmpfangspegeL steL le rs 102 ist auch mit einem Eingang eines aLs aktive Diode arbeitenden Operationsverstärkers 106 verbunden, der das ihm zugeführte SignaL mit 30 dB verstärkt und gLeichrichtet. Das AusgangssignaL des Operationsverstärkers 106 wird durch ein aus einem Widerstand 108 und einem Kondensator 110 bestehendes FiLter gegLättet und ist näherungsweise gLeich dem Spitzenwert des EingangssignaLs muLtiρ Liziert mit dem Verstärkungsfaktor des Verstärkers. Diese G Leichspannung wird aLs Empfangs-Steuer-Spannung RXCON bezeichnet und wird dem invertierenden Eingang des Steuer-Differentia L-Verstärkers 306 (Fig. 3) zugeführt. Das AusgangssignaL des SchaLter-Kondensator-FiLters 104 im Empfangszweig beaufschLagt einen Niederfrequenz-Endverstärker 112 der eine SignaLverstärkung von 34 dB aufweist und einen Lautsprecher 114 speist. Der Steuertakt CLK wird dem SchaLter-Kondensator-FiLter 104 über einen TeiLer durch zwei, 116 zugeführt.

In Figur 3 ist ein Taktgenerator-Stromkreis zur Erzeugung des Steuertaktes CLK für die Bandbreitensteuerung der SchaLter-Kondensator-FiLter 16 und 104 dargesteLLt. Er enthäLt den spannungsgesteuerten OsziLLator 308 und den Differentia L-Verstärker 306.

Um eine wirkungsvoLLe EntkoppLung der Übertragungszweige zu erreichen, dürfen die in den einzeLnen übertragungszweigen übertragenen SignaLe nie gLeichzeitig denseLben Teil des hörbaren Frequenzspektrums beanspruchen. Dies

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wird dadurch sichergestellt,, daß die den einzelnen Übertragungszweigen zugeordneten Schalter-Kodensator-Filter 16 und 104 mit dem gemeinsamen Taktsteuer-Stromkreis 300 (Fig. 3) verbunden sind. Dieser Taktsteuer-Stromkreis bestimmt die Signalpegel in den beiden übertragungszweigen (im Sendezweig auf der Leitung 302 und im Empfangszweig auf der Leitung 304) und verändert die Taktfrequenz abhängig von dem stärkeren Signal. Dies geschieht durch den spannungsgesteuerten Oszillator 308, der hierzu vom Ausgangssignal des Differentialverstärkers 306 angesteuert wird. Das Potentiometer 310 ist so eingestellt, daß eine Leer laufgLeichspannung von -1 Volt am Anschluß 6 des spannungsgesteuerten Oszillators 308 anliegt. Dadurch wird dessen Leer lauffrequenz auf 200 kHz festgelegt. Mit dieser Leer lauffrequenz als Steuerfrequenz nimmt das im Sendestromzweig arbeitende Schalter-Kondensator-Filter 16 eine Grenzfrequenz von 2 kHz, das im Empfangszweig arbeitende Schalter-Kondensator-Filter 104 eine Grenzfrequenz von 500 Hz an.

In Figur 4 sind im Frequenz-Dämpfungs-Diagramm die Grenzfrequenzkurven für den Leerlauf, und für die Zustände "Sendezweig bevorzugt" und "Empfangszweig bevorzugt" dargestellt. Die Grenzfrequenzkurven für den Leerlauf sind mit TI für den Sendezweig und mit RI für den Empfangszweig bezeichnet. Sie schneiden sich bei 1 kHz. An diesem Punkt liegt für beide Kurven der Pegel 24 dB unterhalb des Pegels im Durchlaßbereich. Der Sendezweig beansprucht im Leer lauffa I le demnach das Frequenzgebiet oberhalb von 1 kHz, der Empfangszweig das Frequenzgebiet unterhalb von 1 kHz. Zwischen 500 Hz und 2 kHz ist der Pegel in Form einer Kerbe abgesenkt. Damit wird eine störende Überlappung der für die beiden Übertragungszweige benutzten Frequenzgebiete vermieden.

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Nimmt das SendesignaL in der Amplitude zu, so hat dies einen Anstieg der Gleichspannung am Anschluß 6 des spannungsgesteuerten Oszillators 308 (Fig. 3) zur Folge. Dies bewirkt eine Abnahme der Taktsteuerfrequenz und damit eine Verschiebung der Grenzfrequenzkurve TI zu niedrigen Frequenzen hin, in die Position TA in Figur 4, in einen Bereich, der zuvor dem Empfangszweig vorbehalten war. Gleichzeitig verschiebt sich die Grenzfrequenzkurve RI für den Empfangszweig in die Position RP, so daß die Pegelabsenkung erhalten bleibt, sich aber zu niedrigeren Frequenzen (200 Hz) hin verschiebt. Dem Sendezweig steht damit nahezu die gesamte Bandbreite des hörbaren Spektrums zur Verfugung.

Wenn die Amplitude des Empfangssignals ansteigt, wird die Spannung am Anschluß 6 des spannungsgesteuerten Oszillators negativer werden und einen Anstieg der Taktsteuerfrequenz bewirken. Dies bewirkt eine Verschiebung der Grenzfrequenzkurve TI nach dem höheren Ende des hörbaren Spektrums hin (Position TP), wobei die niedrigeren Bereiche des Spektrums für den Empfangszweig freigemacht werden (Verschiebung der Grenzkurve für den Empfangszweig in die Position RA).

Ein Potentiometer 310 begrenzt die Schwankungsbreite des Ausganges des Steuer-Differential-Verstärkers 306 und begrenzt auf diese Weise die Schwankung der Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 308. Unter normalen Arbeitsbedingungen schwankt die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators in einem Bereich von näherungsweise 20 kHz bis 600 kHz. Dies entspricht einer Änderung der Grenzfrequenz im Sendezweig von 400 Hz bis 12 kHz und der Grenzfrequenz im Empfangszweig von 100 Hz bis 3 kHz.

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Claims

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC^ 3606973 CORPORATION, NEW YORK W.O.StottLemyer 3 Ansprüche

1. Scha Ltungsanordnung zur Entkopplung zwischen den beiden Übertragungszweigen eines F rei sp rechte lef'ons mit einer Sprachsteuerschaltung, die abhängig vom Sprachpegel in den beiden Übertragungszweigen die übertragung in einem Übertragungszweig begünstigt und im anderen Übertragungszweig erschwert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Sprachsteuerschaltung steuerbare Filter (16, 104) zur Beeinflussung der Bandbreite der beiden Übertragungszweige enthält und mittels dieser Filter dem den höheren Sprachpegel führenden Übertragungszweig einen größeren und dem den niedrigeren Sprachpegel führenden Übertragungszweig einen geringeren Anteil des zur Sprachübertragung insgesamt zur Verfügung stehenden Frequenzbandes zuteilt.

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2. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren FiLter derart angesteuert werden, daß sich die beiden, den verschiedenen Übertragungszweigen zugeordneten FrequenzbandanteiLe nicht überLappen.

3. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren FiLter SchaLter-Kondensator-FiLter sind und über einen spannungsgesteuerten OsziLLator (308) angesteuert werden.

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