KR940000450B1 - Tone detector - Google Patents

Abstract

The tone detector includes a zero crossing circuit for converting an analog tone signal into a digital square wave, an edge detector for detecting an edge signal from the zero crossing circuit, monostable multivibrators for generating a logic signal, a logic AND for logically AND-operating the outputs of the edge detector and monostable multivibrator, and a logic signal generator for generating a tone detection signal using the output of the logic AND, thereby simplifying the configuration of circuit and facilitating the integration thereof.

Description

톤 검출장치Tone detector

제1도는 종래의 톤 검출 장치 구성도.1 is a block diagram of a conventional tone detection device.

제2도는 본 발명의 톤 검출장치 구성도.2 is a block diagram of a tone detection device of the present invention.

제3도는 제2도 각부의 동작파형도.3 is an operating waveform diagram of each part of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 영교차회로 21,22,25 : 단안정발진기20: zero crossing circuit 21, 22, 25: monostable oscillator

23 : 에지검출기 24 : 게이트23: edge detector 24: gate

본 발명은 일정 주파수를 갖는 톤신호를 검출하는 장치에 관한 것으로, 특히 다음주기의 톤신호를 예측하여 디지탈적으로 톤신호를 검출할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting a tone signal having a certain frequency, and more particularly, to an apparatus capable of digitally detecting a tone signal by predicting a tone signal of a next period.

일반적으로 일정주파수인 톤(Tone)을 검출하기 위하여서는 제1도와 같이 대역통과 필터(Band Pass Filter) 및 정류기(Rectifier)를 사용하는 방법과, 위상 고정회로(phase Locked Loop)를 이용하는 방법이 널리 알려져 있다. 이때 제1도와 같은 전자의 톤 검출방법에서는 대역통과필터(10)를 통해 해당 톤의 대역을 검출하는데, 상기 대역통과필터(10)의통과 대역폭에 따라 톤 검출장치의 정밀도가 결정된다. 그러므로 정밀한 대역통과필터(10)를 만들기 위해서는 차수(Order)를 높여하며, 이로 인해 필터구성을 위한 소요부품 증가 및 구성이 복잡해졌고, 통과 대역폭이 이상적인 필터를 제작하는 것이 어려운 문제점등이 있었다.In general, in order to detect a tone having a constant frequency, a band pass filter and a rectifier are used as shown in FIG. 1, and a method using a phase locked loop is widely used. Known. At this time, in the former tone detection method as shown in FIG. 1, the band of the corresponding tone is detected through the band pass filter 10, and the precision of the tone detection device is determined according to the pass bandwidth of the band pass filter 10. Therefore, in order to make a precise band pass filter 10, the order is increased, which increases the complexity of the required parts and configuration for the filter configuration, and it is difficult to manufacture an ideal filter with a pass bandwidth.

또한 후자의 경우에는 톤 검출의 정밀도를 향상시키면, 톤 검출까지의 응답시간이 길어지게 되며, 응답시간을 빠르게하면 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다. 또한 상기의 톤 검출방식들은 아나로그 방식으로 톤을 검출하므로 정밀도가 떨어지게 되었다.In the latter case, when the accuracy of the tone detection is improved, the response time until the tone detection is long, and when the response time is faster, the accuracy is deteriorated. In addition, the above-described tone detection methods are inferior in accuracy because they detect a tone using an analog method.

따라서 본 발명의 목적은 단안정 발진기(Monostable Multivibrator)를 이용하여 예측 구간내에 톤신호 발생여부를 판별하여 톤 신호를 검출할 수 있는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device capable of detecting a tone signal by determining whether a tone signal is generated within a prediction period using a monostable multivibrator.

본 발명의 다른 목적은 입력하는 톤신호를 디지탈적으로 검출하여 집적화가 용이한 톤 검출장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a tone detection device that is easy to integrate by digitally detecting an input tone signal.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제2도는 본 발명에 따른 톤 검출장치의 구성도로서, 입력하는 톤신호를 구형파로 변환하는 영교차회로(Zero Crossing Detecter)(20)와, 상기 구형파의 상승 에지에서 일정폭을 갖는 제1펄스를 발생하는 제1단안정 발진기(21)와, 상기 제1펄스의 하강에지에서 일정폭을 갖는 제2펄스를 발생하는 제2단안정 발진기(22)와, 상기 구형파에서 상승에지 신호를 검출하는 에지검출기(Edge Detector)(23)와, 상기 제2펄스주기에서 상승에지가 발생했을시에만 에지신호를 통과시키는 앤드게이트(24)와, 상기 앤드게이트(24)를 통한 에지신호에 의해 톤이 검출됐음을 나타내는 논리신호를 발생하는 제3단안정 발진기(25)로 구성된다. 상기 제2도에서 제1 및 제2단안정 발진기( 21,22)는 다음 에지신호의 발생을 예측하는 주기를 나타내는 펄스를 발생하는 수단이되며, 앤드게이트(24) 및 제3단안정 발진기(25)는 상기 예측 주기 펄스마다 상기 에지신호가 주기적으로 발생할때 톤 검출을 나타내는 일정 논리신호를 발생하는 수단이 된다.2 is a configuration diagram of a tone detection apparatus according to the present invention, and includes a zero crossing circuit 20 for converting an input tone signal into a square wave, and a first pulse having a predetermined width at a rising edge of the square wave. The first single-stable oscillator 21 for generating a second, the second single-stable oscillator 22 for generating a second pulse having a predetermined width at the falling edge of the first pulse and the rising edge signal for detecting the square wave Tone is generated by an edge detector 23, an AND gate 24 that passes an edge signal only when a rising edge occurs in the second pulse period, and an edge signal through the AND gate 24. And a third single-stable oscillator 25 for generating a logic signal indicating that it has been detected. In FIG. 2, the first and second single-stable oscillators 21 and 22 are means for generating a pulse representing a period for predicting the generation of the next edge signal, and the AND gate 24 and the third single-stable oscillator ( 25 is means for generating a constant logic signal indicating tone detection when the edge signal occurs periodically for each prediction period pulse.

제3도는 상기 제2도의 각부 동작파형도로서, 일정주파수인 톤신호의 아나로그 입력 파형이 구형파로 변환된 후, 구형파의 상승에지가 예측주기 펄스마다 주기적으로 발생할 시 톤 검출을 나타내는 논리 "하이"신호를 발생하는 과정을 도시하고 있다.FIG. 3 is an operation waveform diagram of each part of FIG. 2, wherein the analog input waveform of a tone signal having a constant frequency is converted into a square wave, and then the logic indicating the tone detection when the rising edge of the square wave occurs periodically at each prediction cycle pulse is shown in FIG. "Shows the process of generating a signal.

상술한 구성에 의거 본 발명을 제3도를 참조하여 상세히 설명한다. (a)와 같이 일정주기 To를 갖는 아나로그 형태의 톤신호가 입력되면, 영교차회로(20)는 상기 톤신호의 영교차에 따라 (b)와 같이 To주기를 갖는 구형파신호로 변환한다. 이때 에지검출기(23)는 상기 (b)와 같은 구형파의 상승에지(Rising Edge)를 검출하여 (e)와 같은 에지신호를 발생한다. 상기 에지신호의 발생구간을 예측하기 위하여 제1 및 제2단안정 발진기(21,22)를 사용한다. 상기 제1단안정 발진기(21)는 재트리거(Retriggerable Monostable Multivibrator)가 가능하며, 상기 (b)와 같은 구형파의 상승에지가 발생하는 순간에서 항상 일정한 폭인 제1펄스(Ta)를 갖는 (c)와 같은 펄스신호를 발생한다 . 상기 제1펄스(Ta)는 검출하고자 하는 톤의 주기 To보다 약간 좁은 폭을 갖도록 조정한다(Ta<To). 상기 제1단안정 발진기(21)의 출력을 입력하는 제2단안정 발진기(22 )는 (c)와 같은 신호의 하강에지(Falling Edge)에서 항상 일정한 폭의 제2펄스(Tb)를 갖는 (d)와 같은 펄스신호를 발생시킨다. 이때 상기(d)와 같은 펄스의 제2펄스(Tb)는 에지검출기(23)에서 다음 구형파의 상승에지에서 발생할 에지신호를 예측하는 구간신호가 된다. 즉 제2펄스(Tb)는 현재의 구형파를 이용하여 다음 구형파의 에지변화를 예측하는 주기신호로서, Tb=2(To-Ta)의 폭을 갖게된다.Based on the above configuration, the present invention will be described in detail with reference to FIG. When an analog tone signal having a constant period To is input as shown in (a), the zero crossing circuit 20 converts it into a square wave signal having a To period as shown in (b) according to the zero crossing of the tone signal. At this time, the edge detector 23 detects a rising edge of the square wave as shown in (b) and generates an edge signal as shown in (e). First and second single-stable oscillators 21 and 22 are used to predict the generation interval of the edge signal. The first monostable oscillator 21 may be a retriggerable monostable multivibrator, and has a first pulse Ta having a constant width at a moment when a rising edge of a square wave such as (b) occurs. Generates a pulse signal such as The first pulse Ta is adjusted to have a width narrower than the period To of the tone to be detected (Ta <To). The second single-stable oscillator 22 inputting the output of the first single-stable oscillator 21 always has a second pulse Tb of a constant width at the falling edge of the signal as shown in (c) ( Generate a pulse signal as in d). At this time, the second pulse Tb of the pulse as described above (d) becomes an interval signal for predicting the edge signal generated at the rising edge of the next square wave in the edge detector 23. That is, the second pulse Tb is a periodic signal that predicts the edge change of the next square wave using the current square wave and has a width of Tb = 2 (To-Ta).

예를들어 입력신호의 주기가 검출하고자 하는 톤신호의 주기(To)와 같다면 상승에지는 항상 예측구간을 나타내는 제2펄스(Tb)내에서 발생된다. 그리고 입력신호의 /주기가 검출하려는 신호주기(To)보다 크면 상승에지는 제2펄스(Tb)를 벗어난 지점에서 발생하게 된다. 또한 입력신호의 주기가 검출하려는 신호주기(To)보다 작으면, 제1단안정 발진기(21)가 트리거된 상태에서 재트리거되므로 제1단안정 발진기(21)의 출력에서 하강에지가 발생하지 못하게 되며, 이로인해 인하여 제2단안정 발진기(22)는 트리거 동작을 하지 못하여 제2펄스(Tb)가 발생하지 않는다. 상기 제2단안정발진기( 22) 및 에지검출기(23)의 출력을 입력하는 앤드게이트(24)는 구형파에서 발생하는 (e)와 같은 상승에지 신호가 (d)와 같은 제2펄스(Tb) 주기내에서 발생하는가 판별한다. 그러므로 입력신호가 검출하려는 신호주기(To)와, 같으면 앤드게이트(24)에서는 (f)와 같이 상승에지신호를 출력한다. 상기 앤드게이트 출력을 입력하는 제3단안정 발진기(25)는 재트리거가 가능하며, 트리거 펄스폭(Tc)는 톤주기(To)보다 더크게 설정한 트리거 펄스폭(Tc)는 톤주기(To)보다 더크게 설정한다(Tc>To). 상기 제3단안정발진기(25)는 원하는 신호가 검출되었을때, 톤 검출을 나타내는 논리"하이"신호를 유지하는 기능을 수행한다. 따라서 펄스폭(Tc)이 톤주기(To)보다 크므로 앤드게이트 (24)에서 에지신호가 일정주기마다 발생하면, 트리거된 상태에서 재트리거되어 논리"하이"상태를 유지한다. 이 경우 원하는 주파수를 갖는 톤신호가 검출된 상태가 된다.For example, if the period of the input signal is equal to the period To of the tone signal to be detected, the rising edge is always generated in the second pulse Tb representing the prediction period. If the / period of the input signal is greater than the signal period To to be detected, the rising edge occurs at a point beyond the second pulse Tb. In addition, if the period of the input signal is less than the signal period (To) to be detected, the falling edge is not generated at the output of the first single-stable oscillator 21 because the first single-stable oscillator 21 is triggered again. As a result, the second single-stable oscillator 22 does not trigger the second pulse Tb. The AND gate 24, which inputs the outputs of the second single-stable oscillator 22 and the edge detector 23, has a second pulse Tb of which a rising edge signal such as (e) generated from a square wave is equal to (d). Determine if it occurs in the cycle. Therefore, if the input signal is equal to the signal period To to be detected, the AND gate 24 outputs a rising edge signal as shown in (f). The third single-stable oscillator 25 which inputs the AND gate output can be retriggered, and the trigger pulse width Tc which is set larger than the tone period To is set by the tone period To Set greater than) (Tc> To). The third single-stable oscillator 25 performs a function of maintaining a logic " high " signal indicating tone detection when a desired signal is detected. Therefore, since the pulse width Tc is greater than the tone period To, if an edge signal occurs at the constant period in the AND gate 24, it is retriggered in the triggered state to maintain a logic "high" state. In this case, a tone signal having a desired frequency is detected.

상술한 바와같이 아나로그 형태의 톤신호를 구형파로 변환하므로 입력신호의 크기에 관계없이 디지탈적으로 톤 신호를 검출할 수 있고, 입력신호의 구형파로 부터 하나의 에지가 발생한 후에 연속되는 다음 에지가 발생할 예측구간을 표시하는 펄스신호의 폭을 조정하여 톤 검출기의 정밀도를 조정할 수 있으며, 상기 펄스폭을 좁히면 톤 검출기의 정밀도를 높일 수 있고, 톤 검출시간이 정밀도에 관계없이 톤신호가 입력된 순간의 1주기와 같으므로 톤 검출시간을 신속하게 할 수 있으며, 구성이 간단하며 디지탈회로를 사용하고 있으므로 집적화가 용이한 이점이 있다.As described above, the analog-type tone signal is converted into a square wave so that the tone signal can be detected digitally regardless of the magnitude of the input signal, and the next continuous edge is generated after one edge is generated from the square wave of the input signal. The accuracy of the tone detector can be adjusted by adjusting the width of the pulse signal indicating the prediction interval to be generated. By narrowing the pulse width, the accuracy of the tone detector can be increased, and the tone signal is input regardless of the precision of the tone detection time. Since it is equal to one cycle of the instant, the tone detection time can be made faster, the configuration is simple, and since the digital circuit is used, it is easy to integrate.

Claims (4)

일정주파수를 갖는 톤신호 검출장치에 있어서, 아나로그 형태의 톤신호를 입력하여 디지탈 형태의 구형파로 변환하는 영교차 회로(20)와, 상기 영교차회로(20)에서 소정 에지신호를 검출하는 에지검출기(23)와, 상기 영교차회로(20)의 출력을 입력으로 상기 에지검출기(23)의 출력신호 발생시점마다 소정의 논리신호를 발생하는 직렬 구성된 단안정 발진기(21,22)와, 상기 에지 검출기(23)와 단안정 발진기(22)의 출력을 논리곱하는 수단(24)과, 상기 논리곱수단(24)의 출력신호에 의해 톤 검출신호를 발생시키는 논리신호 발생수단(25)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 톤 검출장치.1. A tone signal detecting apparatus having a constant frequency, comprising: a zero crossing circuit 20 for inputting an analog tone signal and converting it into a digital square wave, and an edge for detecting a predetermined edge signal in the zero crossing circuit 20; A series-configured monostable oscillator (21, 22) for generating a predetermined logic signal for each occurrence of the output signal of the edge detector (23) by inputting the detector (23) and the output of the zero-cross circuit (20); Means 24 for logically multiplying the outputs of the edge detector 23 and the monostable oscillator 22, and a logic signal generating means 25 for generating a tone detection signal based on the output signal of the logical multiplication means 24; Tone detection apparatus, characterized in that. 제1항에 있어서, 단안정 발진기(21,22)는 출력 펄스 폭이 하기의 식을 만족하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 톤 검출장치.2. The tone detection device according to claim 1, wherein the monostable oscillator (21, 22) is configured such that the output pulse width satisfies the following equation. Ta<To<Ta+TbTa <To <Ta + Tb To : 입력 톤 주기To: Input tone period Ta : 단안정 발진기(21)의 출력펄스 폭Ta: output pulse width of the monostable oscillator 21 Tb : 단안정 발진기(22)의 출력펄스 폭Tb: output pulse width of the monostable oscillator 22 제1항 또는 제2항에 있어서, 단안정 발진기(21)는 재트리거 가능한 것으로 구성됨을 특징으로 하는 톤 검출장치.The tone detection device according to claim 1 or 2, wherein the monostable oscillator (21) is configured to be retriggerable. 제1항에 있어서, 논리신호 발생수단(25)은 출력펄스 폭(Tc)이 입력 톤 주기(To)보다 큰 재트리거 가능한 단안정 발진기로 구성됨을 특징으로 하는 톤 검출장치.2. The tone detection device according to claim 1, wherein the logic signal generating means (25) is constituted by a restable monostable oscillator whose output pulse width (Tc) is larger than the input tone period (To).

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