DE2232358A1 - Sprachgesteuerte schaltungsanordnung - Google Patents

Description

PiTN 5733

•Τ νί /M-J

Dr. Herbert Schall Patentanwalt Anmelder: fcj. Y. Philips' Gloeilampenfabrieken

AkfeNa, PHN- 5733 Anmeldung vom ι 28, Jim! 1972

"Sprachgesteuerte Schaltungsanordnung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine sprachgesteuerte Schaltungsanordnung für Fernmeldesysteme, in denen die Gesprächssignale mittels durch Kodemodulation gebildeter digitaler Signale übertragen werden, welche Schaltungsanordnung eine Anzahl mit unterschiedlichen Ubertragungskanälen gekoppelter Messschaltungen umfasst um auf Grund der zugeführten digitalen Signale eine abhängig· vom Pegel des Gespräolissignals am Eingang des betreffenden Ubertragungskanals sich ändernde Ausgangsspannung zu erzeugen sowie

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eine an die Ausgänge dieser Messschaltungen angeschlossene Komparatorschaltung, der das Steuersignal zur Steuerung eines oder mehrerer einen Teil der Schaltungsanordnung bildenden Schalter entnommen wird.

Derartige Schaltungsanordnungen, bei denen die Schaltentscheidungen auf Grund Messschaltungen zugeführter digitaler Signale getroffen werden, sind für Fernmeldesysteme, die mit Deltamodulation arbeiten, bekannt und weisen gegenüber den völlig mit analogen Signalen arbeitenden Schaltungsanordnungen den wesentlichen Vorteil auf, dass die eigenen Zeitkonstanten der Schaltungsanordnung besonders klein gehalten werden können, wodurch eine grössere Freiheit erhalten wird, um die richtigen für die einwandfreie Wirkung des Ubertragungssystems erforderlichen Zeitkonstanten genau einzustellen. Trotz des obengenannten Vorteils stellt es sich heraus, dass die mit derartigen digitalen Schaltungsanordnungen ausgebildeten Systeme jedoch nicht völlig den Erwartungen entsprechen. So haben genaue Messungen dargelegt, dass die bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen verwendeten Messschaltungen gegen Speisespannungsänderungen, Temperatureinflüsse und dergleichen äusserst empfindlich sind, wodurch insbesondere bei Gesprächssignalen mit geringem Pegel Entscheidungsfehler auftreten können. Ausserdem stellt es sich heraus, dass diese bekannten sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen in Kodemodulationssystemen mit Kompansion nicht verwendbar sind.

Die Erfindung bezweckt, eine sprachgesteuerte Schaltungsanordnung der Eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Beibehaltung der genannten Vorteile

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das Auftreten von Entseheidungsfehlern auch bex Gesprächs Signalen mit geringem Pegel weitgehend vermeidet und ausserdem insbesondere zum Gebrauch in Kodemodulationssystemen mit Kompansion geeignet ist.

Nach der Erfindung werden dazu bei einer derartigen sprachgesteuerten Schaltungsanordnung die genannten Messschaltungen je durch einen Impulsgruppenanalysator gebildet, der mit einer digital definierten, einen bestimmten festen Modulationsindex kennzeichnenden Schwelle versehen ist und der nacheinander die Zusammenstellung der ihm zugeführten digitalen Signale innerhalb eines festen und beschränkten Zeitintervalls analysiert und beim Auftreten imines Impulsmusters, das für einen Modulationsindex, der den durch die genannte Schwelle gekennzeichneten' Modulationsindex überschreitet, repräsentativ ist, eine impulsförmige Ausgangsspannung erzeugt, die nach Integration in einem an den Ausgang des Impulsgruppenanalysators angeschlossenen Integrator eine bei zunehmendem Modulationsinaex zunehmende Ausgangsspannung liefert, die der Komparatorschaltung zugeführt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen sprachgesteuerten Schaltungsanordnung in einer lautsprechenden Fernsprechverbindung,

Fig. 2 eine Anzahl Diagramme zur Erläuterung

der Virkungsveise der in der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung i'ervendeten Tmpulsgruppenanalysatoren,

Fig. 3 eine amicire mögliche Ausfüliruugsform

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der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, ebenfalls in einer lautsprechenden Fernsprechverbindung.

In der in Fig. 1 dargestellten lautsprechenden Fernsprechverbindung stellen 1 und 1· zwei in einem Abstand voneinander liegende Fernsprechstationen dar, die über getrennte Ubertragungskanäie 2, 2' miteinander verbunden sind. Die Fernsprechstationen sind dabei zur Übertragung von GesprächeSignalen in Form von durch Pulskodemodulation erhaltenen digitalen Signalen eingerichtet. Insbesondere werden dazu in jeder der Stationen 1 , 1' die einem Mikrophon 3» 3^! entnommenen Gesprächssignale über ein Sprachfilter h, h¹ mit einem Durchlassband von 0 - 3,h kHz und einen Niederfrequenzverstärker 51 5¹ einem Δ.- Modulator 6, 6¹ zugeführt, der im Takte eines äquidistante Impulse liefernden Impulsgenerators 7» 7¹ gesteuert wird, und der auf bekannte Weise Kodeimpulse liefert, dia im wesentlichen einen primär von der Neigung des zu übertragenden Gesprächssignals abhängigen Signalwert kennzeichnen. Das auf diese Veise am Ausgang des /\- Modulators 6, 6' auftretende digitale Signal wird über den Übertragungskanal 2,2' dem zusammenarbeitenden Demodulator 8', 8 in der Gegenstation zugeführt, der durch die Ausgangsimpulse eines mit dem Impulsgenerator der Sendestation zu synchronisierenden Ortsimpulsgenerators 9'» 9 gesteuert wird. Der Demodulator 8', 8 liefert auf bekannte Veise das ursprüngliche Gesprächssignal, das über einen Niederfrequenzverstärker 10», 10 und ein Tiefpassfilter 11», 11, das die oberhalb des gewünschten Gesprächsfrequenzbandes liegende Frequenzen unterdrückt, einem Lautsprecher 12·, 12 zugeführt wird. Bei der bescliriobenen lautsprecheriden Fernsprechverbindung

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gibt es eine verhältnismässig starke akustische Kopplung zwischen dem in ein und derselben Station vorhandenen Lautsprecher und Mikrophon und es werden zur Vermeidung davon, dass die Verbindung infolge dieser starken akustischen Kopplung zu heulen anfängt, sprachgesteuerte Schaltungsanordnungen verwendet. Diese umfassen zwei jeweils mit einem der Ubertragungskanäle 2, 2' gekoppelte Messschaltungen 14, 15' bzw, Ik*, 15 und eine mit den Ausgängen dieser Messschaltungen gekoppelte Komparatorschaltung 16; 16¹, sowie einen durch das Ausgangssignal der Komparatorschaltung gesteuerten Schalter 17, 17'·

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Schalter 17 _$ 17' in die Ubertragungskanäle 2 bzw. 2' aufgenommen und das Heulen wird dadux^ch vermieden, dass ausschliesslich derjenige Kanal zur übertragung freigegeben wird, an, dessen Eingang die Gesprächssignale mit dem höchsten Pegel auftreten. Dazu müssen die Messschaltungen 14, 15' bzw. 14', 15 derart ausgebildet sein, dass sie auf Grund der zugeführten digitalen Signale der Komparatorschaltung T6 bzw. 16' Eingangssignale liefern, die sich abhängig vom Pegel des Gesprächssignals, wie dies am Eingang des betreffenden Kanals auftritt, ändern,

Bei den bisher bekannten auf digitale Signale reagierenden sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen werden Messschaltungen verwendet, die als Messkriterium zur Bestimmung des Pegels des Gesprächssignals die in Abhängigkeit vom Pegel sich ändernde Anzahl pro Zeiteinheit auftretender' Übergänge zwischen den beiden binären Signalzuständen, wie diese in dem der Messanordnung zügeführten digitalen Signal auftreten, verwenden. Die Kanalfreigabe

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erfolgt dabei auf Grund der geringsten mittleren Anzahl pro Zeiteinheit auftretender Übergänge und wird durch die Polarität des Unterschiedes der analogen Ausgangsspannungen der Messschaltungen, der im Komparator festgestellt wird, entschieden.

Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Art von Steuerung der Kanalfreigabe, insbesondere bei Gesprächssignalen mit geringem Pegel, leicht fehlerhafte Entscheidungen auftreten. Eine genaue Untersuchung hat dargelegt, dass diese willkürlich auftretenden fehlerhaften Entscheidungen die Folge der Tatsache sind, dass die Ausgangsspannungen der Messschaltungen für Gesprächssignale mit geringem Pegel in der Nähe ihres Maximalwertes liegen. Die Entscheidung wird nämlich in diesem Fall in starkem Masse durch die Toleranzen der in den Messschaltungen verwendeten Einzelteile beeinflusst, da die entscheidende Polarität des Unterschiedes zwischen zwei fast maximalen Grossen sehr empfindlich ist für die Präzision, mit der diese Grossen hergeleitet sind.

Ausserdem hat diese Art von Steuerung der

Kanalfreigabe den Nachteil, dass sie in Delta-Modulationssystemen, die mit einem Kompander versehen sind, nicht anwendbar ist, weil dies die Ausgangssignale der Messschaltungen unbestimmt macht, da es bei Anwendung von Kompansion keinen unzweideutigen Zusammenhang mehr gibt zwischen der Anzahl Übergänge im digitalen Signal und der Neigung des zu übertragenden Gesprächssignal3.

Nach der Erfindung können die obengenannten Nachteile ausgeschaltet werden, wenn jede der Messschaltungen 14, 1 Jp bzw. 15, 15' durch einen Impulsgrappen-

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analysator gebildet wird, der mit einer digital definierten, einen bestimmten festen Modulationsindex kennzeichnenden Schwelle versehen ist, und der nacheinander die Zusammenstellung der zugeführten digitalen Signale innerhalb eines festen und beschränkten Zeitintervalls analysiert und beim Auftreten eines Impulsmusters, das für einen Modulationsindex, der den durch die genannte Schwelle gekennzeichneten Modulationsindex überschreitet, repräsentativ ist, eine impulsförmige Ausgangsspannung erzeugt, die nach Integration in einem an den Ausgang des Impulsgruppenanalysators angeschlossenen Integrator 18, 18' bzw. 19» 19^T eine bei zunehmendein Modulationsindex zunehmende Ausgangsspannung liefert, die der Komparatorschaltung 16, 16 * zugeführt wird.

Die auf diese Art und Veise ausgebildet« Schaltungsanordnung nach der Erfindung eignet sich nicht nur zum Gebrauch in mit Deltamodulation arbeitenden Ubertragungssystemen, die mit Dynamikkompressions- und -expansions— anordnungen versehen sind, sondern die Anwendung von Kompansion ist sogar zum einwandfreien Funktionieren der Schaltungsanordnung von besonderem Vorteil.

So kann die genannte digital definierte Schwelle bei ausreichend hohem Kompressionsgrad derart gewählt werden, dass der Schwellenwert auf dem halben Maximalwert des Eingangssignal** liegt, wodurch die Pegeldetektion auf einfache Weise mit grosser Genauigkeit verwirklichbar ist.

Ausserdem ist bei der Übertragung von komprimierten Signalen die Störungsempfindlichkeit und der Einfluss der Dämpfung in der UIj ertragungs strecke gering, wodurch die der Mes&schaltung zugeführten digitalen Signale

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sende- und empfangsseitig praktisch dieselben sind, was das einwandfreie Funtionieren der Sclialtersiaierung durch' die erhaltene grössere Stabilität fördert.

Die Dynamikkompression und —expansion lässt sich verschiedenartig realisieren. So kann beispielsweise zu diesem Zweck auf bekannte Weise ein Dynamikregelsignal erzeugt werden oder man kann den Deltamodulator 6, 6' und den zugehörenden Demodulator 8, 8», wie in Fig; 1, auf bekannte Weise in Form eines nicht linearen Köders bzw. Dekoders mit einem hohen Kompressions- bzw. Expansionsgrad ausbilden.("Piece-wise linear coder" und "decoder").

In der genannten Reihenfolge fester Zeitintervalle, die im Vergleich zu nur einer Periode der zu übertragenden Gesprächssignale sehr kurz sein können und beispielsweise bei einer Impulsfrequenz von ko kHz ca. 10$ nur einer Periode der wichtigsten Gesprächsfrequenzen betragen, wird jeweils während eines derartigen Zeitintervalle durch den ImpulsgruppenanaIysator das etwaige Auftreten einer Impulsgruppe, die für einen Modulationsindejc, der den durch -die genannte Schwelle gekennzeichneten Modulationsindsx überschreitet, repräsentativ ist, analysiert.

Die durch die Impulsgruppenaiialysatoren gebildeten Me s s schaltungen '\k, 15' bzw ih^%, 15 umfassen je eine digitale Scliwellenanordnung in Form einer Impulszählanordnurjg 20 bzw. 20' , 21 ^}, 21 und eine zugehörende Rückstei:anordnung (Eeset-Anordnung) 22 bzw. 22', 23', Die Inipuisiähianordnungen 20^ 20', 21·, 21 sind an die Impulsgeneratoren 7» 7", 9' bzw. 9 angeschlossen und haben je eine ::_;a::.Lniale Zählsfcellung, die für die genannte feste, einen bestimmton Modulafionsindex kennzeichnende Schwelle

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■bestimmend ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die maximale Zählstellung gleich η = 4. Die Rückstellan Ordnungen 21, 21· bzw. 22 ^! , 22 werden durch die Ausgangsimpulse der Deltamodulatoren 6 bzw. 6' gesteuert und bewerkstelligen je, dass die zugehörende Impulszählanordnung jeweils in die Ausgangsstellung zurückgestellt wird, wenn in dem aufeinanderfolgenden Auftreten von O-Impulsen oder 1-Impulsen eine Änderung auftritt.

Da die Impulszählanordnungen und Rückstellanordnungen der als Impulogruppenanelysator ausgebildeten Messschaltungen Ik, 15' bzw. 15, 14· alle auf gleiche Weise aufgebaut sind, reicht für die Beschreibung dieses Aufbaues eine nähere Beschreibung der Messschaltung 14 aus, die in der Figur detailliert dargestellt ist.

So wird die darin vorhandene Impulszählanordnung 20 gebildet durch die Kaskadenschaltung aus einem Selektionstor in Form eines UND-Tores Zh, dessen Eingängen die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 7 direkt und über eine Umkehrstufe (inverter) 25 die Ausgangsimpulse der Impulszählanordnung zugeführt werden, aus einer als Halbierer ausgebildeten bistabilen Triggerschaltung 26, einer als'Halbierer ausgebildeten bistabilen Triggerschaltung 27 und einem Selektionstor in Form eines UND-Tores 28, dessen Eingängen die Eingangs- bzw. die Ausgangsspannung der bistabilen Triggerschaltung 27 zugeführt werden und dessen Ausgang den Ausgang der Impulszählanordnung bildet, der einerseits über die Umkehrstufe 25 an den Eingang des genannten UND-Tores 2k und andererseits an den genannten Integrator 18 angeschlossen ist, dessen Ausgang mit einem Eingang der Komparatorschaltung

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1o_f 16^! gekoppelt xst.

Die Rückstellanordnung 22 besteht aus einer

durch Impulse vom Impulsgenerator 7 und die 1-und 0-Impulse am Ausgang des Deltamodulators 6 gesteuerten bistabilen Triggerschaltung 29, die beim Auftreten von 1-Impulsen den einen Gleichgewichtszustand und beim Auftreten von O-Impulse den anderen Gleichgewichtszustand einnimt, sowie aus einem Differentiator 30 und einem Zweiweggleichrichter 31· Jeweils bei einer Störung im aufeinanderfolgenden Auftreten von 1-Impulsen oder O-Impulsen am Ausgang des Deltamodulators 6 kippt die bistabile Triggerschaltung 29 in den anderen Gleichgewichtszustand und wird durch Differentiation im Differentiator 30 ein Impuls mit jeweils positiver oder negativer Polarität erhalten, der nach Umwandlung im Zweiweggleichrichter 31 in Impulse ein und derselben Polarität als Rückstellimpulse den beiden bistabilen Triggerschaltmigen 26 und 27 der Impulszählanordnung 20 zugeführt werden. Zur Erläuterung der Wirkungsweise des angegebenen Impulsgruppenanalysators λΗ sind in Fig. 2 einige Zeitdiagramnie dargestellt. Dabei stellt Fig. 2a eine aus 1- und Ο-Ιπιρμίββη zusammengestellte Impulsreihe dar, wie diese am Ausgang des Deltamodulators 6 und am Eingang der bistabilen Triggerschaltung 29 der genannten Rückstellanordnung 22 auftritt.

Weist die Ausgangsspannung der bistabilen

Triggerschaltung 29 entsprechend den beiden beim Zuführen eines 1- bzw. 0-Impulses auftretenden Gleichgewichtszuständen den Wert 1 bzw. 0 auf, so wird infolge der in Fig. 2a dargestellten Impulsreihe am Ausgang der bistabilen Triggerschaltung 29 eine Spannung der in Fig.- 2b dargestellten

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Form auftreten. Durch Differentiation im Differentiator 30 der in Fig. 2b dargestellten Impulsreihe und nach Umwandlung im Zweiweggleichrichter 31 wird danach, die in Fig. 2c dargestellte Impulsreihe mit positiven Impulsen erhalten. Jeweils bei einer Störung des in Reihenfolge Auftretens einer Reihe von 1-Impulsen oder O-Impulsen der Impulsreihe in Fig. 2a wird auf diese Weise ein Rückstellimpuls erzeugt, der die Impulszählanordnung 20 in die Äusgangtsstellung rückstellt.

Um die Wirkungsweise der Imjnzlszählanordnung 20 beim Auftreten der in Fig. 2a dargestellten Impulsreihe zu untersuchen ist diese Impulsreihe in eine Anzahl Impulsgruppen A, B, C und D aufgeteilt. Wie aus Fig. 2c hervorgeht, liefert die Rückstellanordnung 22 beim ersten Impuls der aus sechs aufeinanderfolgenden 1-Impulsen bestehenden Impulsgruppe A einen Rückstellimpuls, wodurch die Impulszählanordnung 20 in die Ausgangsstellung oder Stellung 1 zurückgestellt wird. In dieser Stellung weisen" die bistabilen Triggerschaltungen 26 und,27 sowie das UND-Tor 28 eine Ausgangsspannung 0 auf, während über die Umkehranordnung 25 eine dem ¥ert logisch 1 entsprechende Spannung an den Eingang des UND-Tores Zh gelegt wird.

Beim zweiten Impuls der Impulsgruppe A wird

der entsprechende Impuls des Impulsgenerators 7 durch das UND-Tor 24 durchgelassen und dadurch wird die stabile Trigger· schalvung 26 in den anderen Gleichgewichtszustand gebracht. Bei der nun erreichten Stellung 2 der Impulszählanordnung 20 weisen die Ausgangsspannungen der bistabilen Triggcrschaltungen 26, 27, des UND-Tores 28 und der UmkchranortliJung 25 den Vert 1, 0, 0 bzw 1 auf.

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Beim dritten Impuls der Impulsgruppe A wird

der entsprechende Impuls des Impulsgenerators 7 durch das UND-Tor 2k durchgelassen und die bistabile Triggerschaltung Z6 kehrt dadurch in den ursprünglichen Gleichgewichtszustand zurück, während zugleich die bistabile Triggerschaltung 27 in den anderen Gleichgewichtszustand gebracht wird. Bei der nun erreichten Stellung 3 der Impulszählanordnung 20 weisen die Ausgangsspannungen der bistabilen Triggerschaltungen 26, 27, des UND-Tores 28 und der Umkehranordnung 25 den Wert 0, 1,0 bnw. 1 auf .

Beim vierten Impuls der Impulsgruppe A, wobei die Stellung k, d.h. die Endstellung der Impulszählanordnung 20 erreicht wird, passiert der betreffende Impuls des Impulsgenerators 7 das UND-Tor 2k und die bistabile Triggerschaltung 26 wird wieder in den anderen Gleichgewichtszustand gebracht, wodurch das UND-Tor 28 eine dem Wert 1 entsprechende Spannung liefert, da die Ehgangs- und Ausgangsspannung der bistabilen Triggerschaltung 27 beide dem Wert 1 entsprechen. In dieser Endstellung der Impulszählanordnung 20 weisen die Ausgangsspannungen der bistabilen Triggerschaltung 26, '27» des UND-Tores 28 und der Umkehranordnung 25 den Wert 1, 1, 1 bzw. 0 auf. Das UND-Tor 2k ist nun für die Impulse des Impülsgenerat.ors 7 gesperrt, da am Eingang des UND-Tores 2k über die Umkehrstufe 25 eine Spannung 0 zugeführt wird. Beim fünften Impuls der Impulsgruppe A wird auf diese Weise kein Impuls durch das UND-Tor 2k durchgelassen und die Impulszählanordnung 20 bleibt in der Endstellung, wobei das UND-Tor 28 dem Integrator 18 nach wie vor eine Ausgangsspannung liefert. Dasselbe gilt für den sechsten Impuls der Impulsgruppe A,

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bis durch das Auftreten des ersten Impulses der nachfolgenden Impulsgruppe B, der durch einen O-Impuls gebildet wird, die Impulszählanordnung 20 über die Rucks tellano.rdnung 22 in die Ausgangsstellung rückgestellt wird.

In der aus 1-Impulsen bestehenden Impulsgruppe A, die aus drei Impulsgruppen von jeweils vier aufeinanderfolgenden 1-Impulsen, gerechnet vom ersten zweiten und dritten Impuls der Impulsgruppe A, zusammengestellt ist, liefert der Impulsgruppenanalysator ik einen Impuls mit einer Dauer, die der dreifachen Periode der Impulse des Impulsgenerators 7 entspricht.

Nur beim Auftreten eines Impulsmusters, in dem nacheinander mindestens vier gleiche Impulselemente auftreten, wird die genannte, einen bestimmten Modulationsindex kennzeichnende Schwelle überschritten und die Impulszählanordnung 20 kann die Endlage erreichen und einen Ausgangsimpuls abgeben, da für jeden Modulationsindex, der kleiner ist als die genannte einen bestimmten Modulationsindex kennzeichnende Schwelle die Impulszählanordnung bereits vor dem Erreichen der Endlage durch einen Rückstellimpuls der Rückstellanordnung 22 in die Anfangslage rückgestellt ist. So treten bei der Impulsgruppe B nirgends vier aufeinanderfolgende 1- oder O-Impulse auf, und dementsprechend wird der Impulsgruppenanalysator 14 keinen Ausgangsimpuls liefern.

In der darauffolgenden Impulsgruppe C treten vier aufeinanderfolgende O-Impulse auf, wobei der Impulsgruppenanalysator 14 auf die Art und Weise,,wie bereits bei der Impulsgruppe A erläutert wurde, einen positiven Ausgangsimpuls erzeugt.

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Beim ersten "!-Impuls der nachfolgenden Impulsgruppe D wird die Impulszählanordnung 20 durch einen Rückstellimpuls der Rückstellanordnung 22 wieder in die Anfangslage rückgestellt und der Impulsgruppenanalysator liefert einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer, die nur einer Periode der Impulse des Impulsgenerators 7 entspricht. Während der Impulsgruppe D liefert der Impulsgruppenanalysator lh keinen weiteren Ausgangsimpuls.

Auf diese Weise werden infolge der Impulsreihe nach Fig. 2a durch den Impulsgruppenanalysator die in Fig. 2d dargestellten Impulse erzeugt, die, wie aus der Figur hervorgeht, in ihrer Amplitude einen konstanten Wert aufweisen und in ihrer Dauer einer ganzen Anzahl von Malen der Periode der Impulse des an den Impulsgruppenanalysator angeschlossenen Impulsgenerator^, entsprechen. Insbesondere ist die Dauer des Ausgangsimpulses des Impulsgruppenanalysators lh für die Impulsgruppe A in Fig. 2a gleich der dreifachen und für die Impulsgruppe C gleich der Impulsperiode der Impulse des Impulsgenerators 7· Aus den in Fig. 2d dargestellten Ausgangsiir.pulsen des Impulsgruppenanalysators 14 wird durch Integration im Integrator 18 eine bei zunehmendem Modulationsindex zunehmende A sgangsspannung erhalten. Auf völlig entsprechende Art und Weise kann auch jeder der Impulsgruppenanalysatoren 15'» 1*1 ' und 15 Ausgangsimpulse liefern, aus denen ebenfalls durch Integration in den jeweils an diese Impulsgruppenanalysatoren angeschlossenen Integratoren 19', 18· und 19 eine bei zunehmendem Modulationsindex zunehmende Ausgangsspannung erhalten wird.

Aus den auf diese Weise erhaltenen Ausgangs-

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spannungen der Integratoren 18 und 19 bzw. 1.8' und 19' wird durch Vergleich in der Koraparatorschaltung 16 bzw. "\6^X ein Differenzsignal erzeugt, das über ein Glättungsfilter 13 bzw. 13^f als Steuersignal für die Schalter bzw. 17* benutzt wird. Diese Schalter 17 bzw. 17' sind in Fig. 1 in Ruhelage dargestellt, wobei das Ausgangssignal des Integrators 19' bzw. 19 einem sehr kleinen Wert entspricht, da der Eingang des Demodulators 8¹ bzw. 8 dann über den Schalter 17 bzw. 17' in Ruhelage an eine Ruhesignalquelle 32 bzw. 32^! angeschlossen ist und die Verbindung zwischen Sende- und Empfangsseite in beiden Richtungen unterbrochen ist.

Die Differenz in dei Spannung zwischen den Ausgangs spannungen der Integratoren 18 und 19 bestimmt die Stellung des Schalters 17. Sobald die Aufgangsspannung des Integrators 18 grosser wird als die Ausgangsspannung des Integrators 19» ändert das am Ausgang der Komparatorschaltung 16 auftretende Steuersignal seine Polarität und der Schalter 17 wird dadurch in die nicht dargestellte Stellung gebracht. Die Ausgangsspannung des Integrators 19' ist dann ebenfalls grosser als die Ausgangsspannung des Integrators 18' und daher ändert das am Ausgang der Komparator schaltung 16' auftretende Steuersignal nicht seine Polarität und der Schalter 17* bleibt in der dargestellten Ruhestellung. Die Verbindung zwischen dem Mikrophon 3 und dem Lautsprecher 12' wird in diesem Fall freigegeben, während die Verbindung zwischen dem Mikrophon 3' und dem Lautsprecher 12 nach wie vor unterbrochen ist. Dieser Zustand wird unterbrochen, wenn die Ausgangsspannung 18' grosser wird als die Ausgangsspannung des Integrators I9¹,

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da das am Ausgang der Komparatorschaltung 16· auftretende Steuersignal dann seine Polarität wechselt und der Schalter 17' dadurch in die nicht dargestellte Stellung gebracht wird. Da die Ausgangsspannung des Integrators 19 infolge der auf diese Weise bewerkstelligten Freigabe des Kanals 2' der Ausgangsspannung des Integrators 18· gleich wird, wird die Ausgangsspannung des Integrators 19 auch grosser.sein als die Ausgangsspannung des Integrators und das am Ausgang der Komparatorschaltung 16 auftretende Steuersignal wird daher seine Polarität ändern, wodurch der Schalter 17 in die dargestellte Stellung gebracht wird, wobei der Kanal 2 unterbrochen ist.

Einerseits wird bei Verwendung der an Hand das Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 beschriebenen sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen erzielt, dass die Kanalfreigabeentscheidung, die in den Komparatorschaltungen auf Grund der Ausgangsspannungen der als Impulsgruppenanalysator ausgebildeten Messschaltungen getroffen wird, weitgehend unabhängig ist von den Toleranzen, die in den Elementen dieser Messschaltungen auftreten, wodurch Entscheidungsfehler auch insbesondere bei Gesprächssignalen mit geringem Pegel völlig vermieden werden und andererseits sind diese Schaltungsanordnungen infolge der digitalen Ausbildung denimpulsgruppenanalysatoren sowie ihrer weitgehenden Unabhängigkeit.von den Toleranzen der verwendeten Elemente zur Integration im Feststoff durchaus geeignet.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform

nach Fig. 1 ist die einzige Bedingung , die erfüllt werden muss, damit die Neigung zur akustischen Rückkopplung mit

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Gewissheit vermieden wird, diese, dass die Gesamtverstärkung, die zwischen dem Ausgang des Demodulators und dem Eingang des Deltamodulators ein und derselben Fernsprechstation kleiner ist als 1.

Ausser den bereits genannten besonderen Vorteilen bietet der Gebrauch der sprachgesteuerten Schaltungsanordnung nach der Erfindung jedoch den zusätzlichen Vorteil, dass die genannte zulässige Gesamtverstärkung geiv'ünschtenfalls grosser gewählt werden kann als 1, wenn man, wie in Fig. 1 angegeben, zwischen dem Ausgang des Integrators 18 bzw. 18· und dem Eingang der Komparatorschaltung i6'bzw. 16' ein Dämpfungsnetzwerk 33 bzw. 33' anordnet. Die Bedingung, bei der die Neigung zur akustischen Rückkdpp3.ung vermieden wird, wird dann !für den Fall ρ ^> 1 ist, dass 1/ft mal der Ausgangsspannung des Integrators 18 bzw. 18' kleiner als die Ausgangsspannung des Integrators 19 bzw. 19' sein muss, d.h. dass wenn β beispielsweise gleich 3 ist, die Gesamtverstärkung zwischen dem Demodulatorausgang und dem Mo dulatoreingang ein und derselben Station kleiner sein muss als 3·

Bei der obenstehend beschriebenen Ausführungsform sind die zu den sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen gehörenden Schalter 17 bzw. 17^f in die Uber.tragungskanäle 2 bzw. 2' aufgenommen und die Neigung zur akustischen Rückkopplung wird dadurch vermieden, dass von den beiden Kanälen nur derjenige Kanal, dessen Eingangssignal den grössten Modulationsindex aufweist, freigegeben wird.

Die Neigung zur akustischen Rückkopplung kann jedoch auch dadurcti vermieden werden, dass im Grunde die

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umlaufende Verstärkung des Fernraeldesj'stems mit Hilfe von sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen unterhalb desjenigen bestimmten Maximalwertes gehalten wird, bei dem die akustische Rückkopplung auftreten kann.

Bei der in Fig. 3 blockschematisch dargestellten Ausführungsform einer lautsprechenden Fernsprechverbindung werden die darin vorhandenen sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen nach dem obenstehenden Prinzip verwendet. Tn dieser Figur sind die der Fig. 1 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen angedeutet. Diese Ausführungsform entspricht weitgehend der nach Fig. 1. So umfasst diese Ausführungsform ebenfalls zwei Ubertragungskanäle 2, 2¹ zum Übertragen von Gesprächssignalen mittels !Codemodulation und auch hierbei ist jede der beiden sprachgesteuerten Schaltungsanordnungen mit zwei jeweils mit einem der Ubertragungskanäle gekoppelten Impulsgruppenanalysatoren 14, 15» bzw. λΚ* , 15' und mit einer an die Ausgänge dieser Impulsgimppenanalysatoren angeschlossenen Komparatorschaltung 16 bzw. 16· versehen, der das Steuersignal zur Steuerung des zur Schaltungsanordnung gehörenden Schalters entnommen wird.Diese Ausführungsform unterscheidet sich jedoch darin von der nach Fig. 1, dass der genannte Schalter nicht in einen der Ubertragungskanäle aufgenommen ist, sondern in einen an den Ausgang der Komparatorschaltung 16 bzw. 16' angeschlossenen Steuerkreis Jh bzw. 3^ ' > mit dessen Hilfe der Empfindlichkeitsgrad des zu ein und derselben Station 1 bzw. 1' gehörenden Modulators und Demodulators 6, 8 bzw. 6', 8' durch Änderung der Grosse der in diesem Modulator und Demodulator angewandten Quantisierungseinheit geändert werden kann. Der genannte Steuerkreis

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3^ bzw. Jh¹ umfasst dazu den genannten Schalter, der dabei durch zwei UND-Tore· 35, 36 bzw. 35', 36' gebildet wird, deren Ausgänge über ein QDER-Tor 37 bzw. 37' mit einem Eingang des Modulators oder des Demodulators 6, 8 bzw. 6', 8·- verbunden sind, zwei jeweils an die genannten UND-Tore angeschlossene ..Impulsgeneratoren 38, 39 bzw. 38^f, 39*» von denen der eine Ausgangsimpulse mit einer Amplitude liefert, die für eine Quantisierungseinheit q repräsentativ ist, und wobei der andere Ausgangsimpulse liefert mit einer Amplitude, die für eine Quantisierungseinheit q /a repräsentativ ist, und ein an den Ausgang der Komparatorschaltung 16 bzw. i6' angeschlossenes Speicherelement in Form einer bistabilen Triggerschaltung ^O, bzw. 4ο¹', die abhängig von der durch die Polarität des Steuersignals bestimmten Gleichgewichtslage entweder das UND-Tor 35 bzw. 35' oder das UND-Tor 36 bzw. 36' öffnet, so dass entweder die Quantisierungreinheit q oder die Quantisierungseinheit q /a für das Ausmass an Empfindlichkeit des Modulators und Demodulators 6, 8 bzw. 6¹, 8^l bestimmend ist. Bei dieser Ausführungsform entstehen bei einer bestimmten Zunahme des Schallvolumes aus dem an den Demodulator 8 bzw. 8' angeschlossenen Lautsprecher 12 ozw. 12' eine gleiche Abnahme der Empfindlichkeit des Demodulators. Biese Asuführungsform bietet ausserdem den Vorteil, dass, wenn durch Hintergründgeräusches ein höheres Lautspreehervolumen erwünscht ist, beim Erhohen dieses Schallpegels der Einfluss dieses Hintergrundgeräusches dadurch proportional zurückgebracht wird, dass der Modulator 6 bzw. 6· weniger empfindlich wird.

Ebenso wie im obenstehenden bietet die sprach-

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gesteuerte Schaltungsanordnung nach der ^Sr findunti bei Ver-Wendung in einem mit Kompansion arbeitenden System ausser der Unabhängigkeit von den Toleranzen der in den Impulsgruppenanalysatoren verwendeten Elemente noch den Vorteil, dass der digital definierte Schwellenwert hoch sein kann und beispielsweise, wie in den dargestellten Ausführungsbeispielen, bei ausreichender Kompression dem halben Maximalwert" des Eingangssignals entsprechend gewählt werden kann, wodurch eine sehr genaue Pegeldetektion erhalten wird. , ♦

Bei Verwendung in einem System, dass ohne

Dynamikkompression und —expansion arbeitet, muss dieser Schwellenwert dementsprechend niedriger gewählt werden; der Vor-ceil der Unabhängigkeit von den Toleranzen der in den Impulsgruppenanalysatoren verwendeten Elemente 'vird dabei beibehalten.

Die sprachgesteuerte Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann auch bei anderen Fernmeldesystemen als den obenstehend beschriebenen verwendet werden. So können diese Schaltungsanordnungen mit Vorteil in sogenannten Konferenzschaltungen verwendet werden, da die bei dieser Art von Systemen zu übertragenden Signalierungs- und Regelsignale im Band übertragen werden können, in sofern nur dafür gesorgt wird, dass die Amplituden dieser Signale unterhalb des digital definierten Schwellenwertes der Tnipulsgruppenanalysatoren bleibt.

Zinn Schluss sei bemerkt, dass diese Impulsgrupppiiaimlysatorcn in der Ausbildung nicht auf die bei Fig. 1 und J iiv. 3 beschriebene Ausführungsforin beschränkt sind. So ]:nnn die Jmpulsziihltmordimng des dort beschriebenen Tin-

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pulsgruppenanalysators beispiels\:eise auoh durch einsn Ladekreis aufgenommenen Kondensator mit einem durch die genannte Rückstellanordnung gesteuerten Entladekreis gebildet werden, wobei diesem Kondensator eine Vergleichsstufe zum Vergleich der Kondensatorspannung mit einer konstanten Bezugsspannung eines derart festen Wertes folgt, dass zunächst in der Zeitdauer von vier aufeinanderfolgenden Impulsen des Impulsgenerators die Bezugsspannung durch die Spannung des Kondensators überschritten wird, und eine Ausgangsspannung auftritt, die einen Impulsregenerator für die Impulse des genannten Impulsgenerators freigibt.

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Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE"

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   I\ J Sprachgesteuerte Schaltungsanordnung für Fern-

   meldesysteme,' in denen die Gesprächssignale mittels durch Kodemodulation gebildeter digitaler Signale übertragen, werden, welche Schaltungsanordnung eine Anzahl mit unterschiedlichen Ubertragungskanäleri gekoppelter Messschaltungen umfasst, um auf Grund der zugeführten digitalen Signale eine abhängig vom Pegel des Gesprächssignals am Eingang des betreffenden Ubertragungskanals sich ändernde Ausgangsspannung zu erzeugen, sowie eine an die Ausgänge dieser Messschaltungen angeschlossene Komparatorschaltung, der das Steuersignal zur Steuerung eines oder mehrerer einen Toil der Schaltungsanordnung bildenden Schalter entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Messchaitungen je durch einen Impulsgruppenanal)^rsator gebildet werden, der mit einer digital definierten, einen bestimmten festen Modulatiansindex kennzeichnenden Schwelle versehen ist, und der nacheinander die Zusammenstellung der ihm zugeführten digitalen Signale innerhalb eines festen, und beschränkten Zeitintervalls analysiert und beim Auftreten eines Impulsmusters das für einen Modulationsindex, der den durch die genannte Schwelle gekennzeichneten Modulationsindex überschreitet, repräsentativ ist, eine impulsförmige Ausgangsspannung erzeugt, die nach Integration in einem an den Ausgang des Impulsgruppenanalysators angeschlossenen Integrator eine bei zunehmendem Modulationsindex zunehmende Ausgangsspannung liefert, die dor Komparatorschaltung zugeführt wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, dass die den Irapulsgruppenanalysatoren

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   zugeführten, digitalen Signale einem n.it einer Dynamikkompressionsanordnung versehenen Sender entnommen werden .
   
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,

   dadurch gekennzeichnet, dass der Tmpulsgruppenanalysator durch eine ImpulszählanOrdnung gebildet wird, deren maximale Zählstellung für die genannte feste, einen bestimmten Modulationsindex kennzeichnende Schwelle bestimmend
   ist, sowie durch eine durch die zu übertragenden Impulse gespeiste Rückstellanordnung, die Rückstellimpulse für die Zählanordnung liefert.

   k. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 3> dadurch

   gekennzeichnet, dass die genannte Impulszählanordnung mit einem an einen Impulsgenerator angeschlossenen UND-Tor und mit einem zweiten UND-Tor versehen ist, an dessen Ausgang die Äusgangimpulse der Impulszählanordnung auftreten und welcher Ausgang über eine Urakehi'anordnung an den Ausgang des erstgenannten UND-Tores angeschlossen ist, wobei
   zwischen den beiden UND-Toren als Halbierer wirksame bistabile Triggerschaltungen vorgesehen sind und zwar derart, dass der Eingang und der Ausgang der letzten bistabilen Triggerschaltung an das zweite UND-Tor angeschlossen sind.

   5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3» dadurch

   gekennzeichnet, dass die genannte ßückstellanordnung mit einer durch die zu übertragenden Impulse und die Impulse des Ii'ipulsgenerators gesteuerten bistabilen Triggerschaltung versehen ist, die bei einer Störung der nacheinander auftretenden gleichen Impulse von der einen Gleichgewichtslage in die andere Gleichgewichtslage gebracht wird, woloiini· !'idial i-ungsaiiordming ein DiITerentiator und ein

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   Zweiweggleichrichter folgt.

   6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil der Schaltungsanordnung bildende Schalter in den Ubertragungskanal aufgenommen ist, wobei dieser Schalter den Ubertragungskanal normalerweise unterbricht.

   7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einen der Eingangskreise der Tfomparatorschaltung ein Dämpfungsnetzwerk aufgenommen ist.

   8. _i Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil der Schaltungsanordnung bildende Schalter in einen an die Komparatorschaltung angeschlossenen Steuerkreis aufgenommen ist, mit dessen Hilfe der Empfindlichkeitsgrad des zu ein und derselben Station gehörenden Modulators und Demodulators durch Änderung der Grosse der in diesem Modulator und Demodulator angewandten Quantisierungseinheit geändert werden kann.

   9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet', dass der in den genannten Steuerkreis aufgenommene Schalter durch zwei UND-Tore und ein an die Ausgänge dieser UND-Tore angeschlossenes ODER-Tor gebildet wird, während der genannte Steuerkreis weiter mit zwei Impulsgeneratoren versehen ist, von denen der eine Aus — gangsimpulse liefert, die für eine Quantisierungseinheii q repräsentativ ist, und von denen der andere Ausgangsimpulse liefert, die für eine Quantisierungseinheit q /a repräsentativ ist, und ein an den Ausgang der Komparatorschaltung angeschlossenes Speicherelement in Form einer bistabilen Triggerschaltung, die abhängig von der durch

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   die Polarität des Steuersignals bestimmten Gleichgewichtslage entweder das eine oder dan andere UND-Tor öffnet.

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