DE1487254A1 - Zweiseitiges Signaluebertragungssystem mit kombinierter dynamischer Bereichsteuerung und Echounterdrueckung - Google Patents

Description

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Compagnie Fran9aise Thomson Houston-Hotchkiss Brandt Paris 8βΊηβ, Boulevard Haussmann 173 (Frankreich)

"Zweiseitiges Signalübertragungssystem mit kombinierter dynamischer Bereichsteuerung und Echounterdrückung"

Französische Priorität vom 17oFebruar 1965 aus der französischen Patentanmeldung Nr _a 5889 (Seine)

Die Erfindung betrifft ein zweiseitiges Signalübertragungssystem mit jeweils einem herauslaufenden und einem hereinkommenden Einwegkanal für Informationssignale.

In Zweiweg-Signalübertragungssystemen, insbesondere bei Telefonfernverbindungen, werden beträchtliche Störungen durch die vyirkung von Echos hervorgerufen. Ein Sprachsignal, das von einer Station über einen herauslaufenden Einwegkanal übertragen wird, kann bei Erreichen der anderen Station von dieser reflektiert werden und über den anderen Einwegkanal teilweise wieder zur ersten Station zurückgesandt werden» Dort wird dieses Signal von der sprechenden Person als Echo seines eigenen Gesprächs gehört.

überschreitet die über beide Kanäle gemessene Laufzeit etwa 1/10 Sekunden, so bewirkt ein solches Echo eine Herabsetzung der Verständlichkeit des empfangenen Signals.

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«..«. I XrAArlanen (Art 711 Ata. 2 Nr. 1 SeU 3 das ÄnderunQtgee. v. 4.9.1967'

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Es sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt, die zur Beseitigung dieser Echowirkung dienen. Eine übliche Echounterdrückungsschaltung umfaßt ein Relais-Paar oder äquivalente Schalter, deren Wicklungen jeweils mit einem Einwegstromkreis verbunden sind, so daß jede Wicklung durch den Sprech- t strom erregt wird, der durch den dazugehörigen Einwegstromkreis j fließt. Der andere Einwegstromkreis wird dann beispielsweise j

durch Kurzschließen oder Einführung einer hohen Dämpfung strom- j

j ι

los gemacht, J

j Wie allgemein bekannt ist, haben Schaltungen zur Echounter-

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! drückung weitere Schwierigkeiten mit sich gebracht. Wegen der ί j großen Zeitkonstanten oder der "Nachwirkzeit" der bei ihnen j verwendeten Schalter beherrscht der gerade sprechende Telefon- i benutzer die Zweiwegleitung solange, bis er eine Pause machte I Eine Unterbrechung des einen Sprechers durch den anderen, wie dies bei einer Unterhaltung normalerweise geschieht, ist · zumindest fast unmögliche Es ist auch möglich, daß die Unterdrückungsschaltungen, die zu beiden Einwegleitungen gehören, zusammenarbeiten. In diesem Fall tritt ein ßlockierungszustand ein, bei dem zwar beide Teilnehmer sprechen, jedoch keiner den anderen hört. Die bisher zur Beseitigung dieser Fehler getroffenen Maßnahmen haben lediglich zu Kompromißlösungen geführt, bei denen die Wirksamkeit der Echounterdrückung stark beeinträchtigt wurde.

Weiterhin ist es bei einem Signalübertragungssystem, das über weite Entfernungen arbeitet, üblich, eine starke Kompression der Signale vor deren Übertragung durchzuführen, indem die Signale durch einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor geführt werden. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers wird automatisch gesteuert, um ihn für Signale größerer Amplitude zu verkleinernβ Vor dem Ausgang des Empfängers wird das empfangene Signal durch einen weiteren Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor geführt, der automatisch gesteuert wird, um die Signale auf ihren ursprünglichen Bereich hin

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zu erweitern. Eine derartige Steuerung der Dynamik ermöglicht eine wirkungsvollere Übertragung der Signale und erhöht den Störabstand.

In einer weiteren Ausführungsform eines solchen eine Steuerung der Dynamik verwendenden Übertragungssystems (franz, Patentschriften Nr. 1 094 338 und 66 617) werden dieiibertragenen Sprachsignale durch einen Kompressionsverstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor geführt« Ein Dynamiksteuersxgnal wird von den Sprachsignalen in Form einer Gleichspannung abgeleitet, die die durchschnittliche Sprachsignalenergie während eines kurzen Zeitintervalls darstellt. Dieses Dynamiksteuersignal steuert den Verstärkungsfaktor des Kompressionsverstärkers, um das abzugebende Sprachsignal zu komprimieren. Das Dynamiksteuersignal wird außerdem mit dem abgegebenen Sprachsignal kombiniert (vorzugsweise in Form eines frequenzmodulierten Signals) und gleichzeitig mit diesem übertragen. Beim Empfang wird das zusammengesetzte Signal wieder in die Komponente des Sprachsignals und die komponente des Dynamiksteuersignals aufgeteilt. Das Sprachsignal wird durch einen Dehnungsverstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor geführt. Das empfangene Dynamiksteuersignal wird verwendet, um den Verstärkungsfaktor des Dehnungsverstärkers zu verändern, der das empfangene Sprachsignal auf seinen ursprünglichen Bereich wieder ausdehnt.

Der Vorteil einer derartigen Dynamiksteuerung liegt darin, daß das Dynamiksteuersignal den gleichen Verzögerungen und Störungen wie das Sprachsignal ausgesetzt ist. Es kann daher keine relative Störung zwischen dem Sprachsignal und der Amplitudeninformation, die durch das Dynamiksteuersignal übertragen wird, auftreten. Auf diese Weise wird eine höhere Wiedergabe-Genauigkeit erreicht.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Signalübertragungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das unter Ausnutzung der durch eine Dynamiksteuerung herbeigeführten Vorteile und unter Vermeidung der bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile eine v/irksame Echounterdrückung bei kleiner Zeitkonstanten und geringer Empfindlichkeit gegen Störungen und Verzögerungen ermöglicht wird_o Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Signalübertragungssystem vor allem gelöst durch eine einstellbare Verstärkerschaltung in jedem Kanalι ferner durch eine an den herauslaufenden Kanal angeschlossene, aus dem Pegel des von diesem übertragenen Informationssignals ein örtliches Dynamiksteuersignal ableitende Schaltung, weiterhin durch das örtliche Dynamiksteuersignai gemeinsam mit dem Informationssignal über den herauslaufenden Kanal leitende Schaltungsglieder, weiterhin durch ein Informationssignale und entsprechendel)ynamiksteuersignale über den hereinkommenden Kanal empfangendes Schaltungselement, weiterhin durch eine das empfangene Dynamiksteuersignal an die einstellbare Yersärkerschaltung legende Schaltungsanordnung, und schließlich durch eine das örtliche Dynamiksteuer_ signal mit dem empfangenen Dynamiksteuersignal vergleichende Vergleicherschaltung, die das stärkere der beiden Dynamiksteuersignale an die einstellbare Verstärkerschaltung des herauslaufenden Kanals leitet.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß die Vergleicherschaltung aus einem Paar in einer Richtung leitenden Dioden besteht, die derart geschaltet sind, daß sie an ihren Eingangsklemmen die entsprechenden Dynamiksteuersignale empfangen und mj t ihren Ausgangsklemmen gemeinsam an dem Stelleingang des einstellbaren Verstärkers liegen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß ein eine örtliche Trägerfrequenz mit dem örtlichen Dynamik-

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Steuersignale modulierender Modulator eine die modulierte Trägerfrequenz mit dem Informationssignal kombinierende und das so zusammengesetzte Signal an den herauslaufenden Kanal abgebende Kombinationsschaltung eine das empfangende Dynamiksteuersignal von dem empfangenen zusammengesetzten Signal trennende Trennschaltung und ein das empfangene Dynamiksteuersignal demodulierender Demodulator vorgesehen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß der Modulator und der Demodulator mit Frequenzmodulation arbeiten»

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß die einstellbaren Verstärker so angeordnet sind, daß ihre Verstärkungsfaktoren im Ansprechen auf ein gemeinsames Dynamiksteuersignal im gegenseitigen Verhältnis veränderbar sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß eine die Stärke eines Dynamiksteuersignals einstellende und damit den Gesamtverstärkungsfaktor jedes Dynamiksteuersignals im wesentlichen gleich eins machende Einstellschaltung vorgesehen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems besteht darin, daß jeder Signalkanal ein Zweileiterstromkreis ist und jeweils einen Gabelübertrager zur Verbindung der herauslaufenden und hereinkommenden Kanäle für den Eingang und den Ausgang der Informationssignale aufweist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein Zweiwegübertragungssystem, bei dem ein Dynamiksteuersignal gemeinsam mit dem Informationssignal übertragen wird, gewisse Eigenschaften aufweist, die es möglich machen, eine hochwirksame

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Echounterdrückung durch Verwendung von nur wenigen zusätzlichen Teilen zu erreichen. Dazu wird in jeder Station ein Vergleich des örtlichen Dynamiksteuersignals mit dem empfangenen Dynamiksteuersignal durchgeführt und das stärkere der beiden Dynamiksteuersignale dem Kompressorverstärker zugeleitet. Wie im _ folgenden erläutert werden wird, wird auf diese einfache Weise eine wirksame Echounterdrückung erreicht»

Die sich daraus ergebende Echounterdrückungsanordnung kann unter Verwendung von Gleichrichter- oder Gatterelementen, wie beispielsweise Dioden mit vernachlässigbaren Zeitkonstanten, gebildet werden. Damit werden Relais oder ähnliche Schalter, die kompliziert aufgebaut sind und langsam arbeiten, nicht mehr nötig. Die sich ergebende .Echounterdrückungsanordnung ist nicht nur vorteilhaft wegen ihrer Einfachheit sondern auch wegen der vernachlässigbar kleinen Ansprechzeit, durch die die bei bisher üblichen Echounterdrückungsanordnungen auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden. Das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem ist besonders gut bei Funktelefonverbindungen über große Entfernungen, beispielsweise über Satelliten, verwendbar; weist jedoch darüberhinaus einen breiten Anwendungsbereich auf.

Weitere Merkmale und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der Beschreibung der Zeichnung hervor, in der eine beispielsweise gewählte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalübertragungssysteme schematisch dargestellt ist»

Mit A und B sind die beiden Stationen bezeichnet, zwischen denen die Signalübertragung stattfinden soll.

Die der Station B analog aufgebaute Station A weist einen Anschluß 100 auf, der mit einem üblichen, nicht dargestellten Telefon verbunden ist. Dieser Anschluß 100 führt zu einem

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üblichen Gabelübertrager 102«, Von diesem Gabelübertrager 102 führt eine Zweidrahtleitung 104 zu der Senderschaltung und eine weitere Zweidrahtleitung 106 zu der Empfangsschlaltung. Der Gabelverstärker 102 liegt außerdem über eine Symmetrier- oder Balanceschaltung 108 an Erde. Die an dem Anschluß 100 anliegenden zu übertragenden Sprachsignale werden von dem Gabelübertrager 102 auf die Zweidrahtleitung 104 gegeben, während empfangene Sprachsignale, die auf der Zweidrahtleitung 106 zu dem Gabelübertrager 102 geführt werden, von diesem zu dem Anschluß 100 geleitet werden. Die Balanceschaltung 108 dient dazu, die Impedanz des angeschlossenen Telefons zu kompensieren und zu gewährleisten, daß die Hälfte des zu übertragenden Signall von dem Anschluß 100 auf die Zweidrahtleitung 104 und die Hälfte des empfangenen Signals von der Zweidrahtleitung 106 zum Anschluß 100 gelangt.

Die zu übertragenden Signale werden über die Zweidrahtleitung 104 auf einen als Kompressor dienenden üblichen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor geleitet. Dieser Kompressorverstärker 110 besitzt den Regeleingang 112, über den er derart gesteuert wird, daß der Amplitudenpegel des Signals, das an seiner Auagangsleitung 114 erscheint, unabhängig von Änderungen in der Amplitude des Eingangssignals innerhalb eines abgegrenzten Bereiches gehalten wird. Dazu wird die an dem Regeleingang 112 anliegende Spannung derart geändert, daß der Verstärkungsfaktor des Kompressorverstärkers 110 in Abhängigkeit des Anstieges der Ausgangsspannung über einen bestimmten Pegel hinaus verringert wird.

Das durch den Kompressorverstärker 110 amplitudenbegrenzte Signal gelangt über die Zweidrahtleitung 114 an einen Gabelübertrager 116, in dem es additif mit einem Hilfssignal kombiniert wird, dessen Art und Funktion nachstehend beschrieben wird. Das Hilfssignal wird an einen zweiten Eingang des Gabelübertragers 116 über eine weitere Zweidrahtleitung 118 zuge-

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leitete Das-am Ausgang 120 des Gabelübertragers 116 erscheinende zusammengesetzte Signal wird über einen Übertragungskanal 122 zu depanderen Station B übertragen. Ein solcher Übertragungskanal kann beliebiger Art sein,, Es können dazu übliche Kabel- und Punkverbindungen, übliche Signalübertragungsanlagen, wie Modulatoren, frequenzverändernde Schaltungen, Strahler, Verstärker odβdgl β verwendet werden.

An die Ausgangsleitung 114 des Kompressorverstärkers 110 ist ebenfalls der Eingang eines Verstärkers 124 angeschlossen. Das von diesem abgenommene und verstärkte Signal wird über einen Koppeltransformator 126 einer Detektorschaltung 128 zugeleitet. Diese Detektorschaltung kann, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Gleichrichterbrücke umfassen, deren Eingangsdiagonale mit der Sekundärwicklung des Koppeltransformators 126 verbunden ist. An einem Anschluß 130 der Ausgangsdiagonale dieser Brücke liegt eine Vorspannung -V(in einer praktischen Ausführungsform -10V). Der andere Anschluß der Ausgangsdiagonale der Brücke ist über eine Diode 132 mit dem Schaltungspunkt 136 verbunden, der über einen Widerstand 138 an Masse liegt.

Der Schaltungspunkt 136 bildet den Anschluß für die Dynamitsteuerungo In der Ausgangsdiagonalen der Gleichrichterbrücke liegt ein aus der Parallelschaltung eines Widerstandes mit einer Kapazität bestehendes Integrierglied 134. Wenn von der über den Verstärker 124 und den Koppeltransformator 126 an die Eingangsdiagonale der Gleichrichterbrücke gelangenden veränderlichen Wechselspannung der Wert der Vorspannung -V nicht überschritten wird, kann durch die Ausgangsdiode 132 kein Strom zu dem Anschluß 136 für die Dynamiksteuerung fließen. Der Anschluß 136 wird dadurch auf einer niedrigen konstanten Spannung gehalten, ϊ/ird dagegen die Vorspannung -V überschritte^ wie dies bei lautem Sprechen durch den Fernsprechteilnehmer an der Station A möglich ist, fließt durch die Ausgangs-

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diode 132 ein Strome Dadurch erhöht sich die Spannung an dem Anschluß 136 um einen veränderlichen Wert, der dem Wert entspricht, um den das Sprechsignal den vorgegebenen Pegel übersteigt« Durch diese an dem Anschluß 136 anliegende Gleichspannung wird das örtliche Dynamiksteuersignal gebildet. Dieses Dynamiksteuersignal wird von einer Diode 140 zum Regeleingang 112 des Kompressorverstärkers 110 hindurchgelassen. Durch das Anliegen dieser Spannung wird der Verstärkungsfaktor des Kompressorverstärkers 110 um einen logarithmisch proportionalen Wert verringert (oder die Dämpfung vergrößert). Auf diese Weise wird das vom Kompressorverstärker 110 an .den Gabelübertrager 116 abgegebene Signal in üblicher Weise in dem vorgeschriebenen begrenzten Bereich gehalten.

Das örtliche Dynamiksteuersignal wird von dem Anschluß 136 weiterhin über eine Leitung zum Modulationseingang eines üblichen Frequenzmodulators 144 geführt. In diesem Modulator 144 wird eine von einem Ortsoszillator 146 erzeugte Trägerfrequenz mit dem Dynamiksteuersignal frequenzmoduliert. Der iaodulator 144 erzeugt so das bereits erwähnte frequenzmodulierte Hilfssignal, dessen Frequenzmodulationskomponente die Dynamiksteuerspannung darstellt, die auch dem Regeleingang 112 des Kompressorverstärkers 110 zugeführt wird. Dieses Hilfssignal ist demgemäß ein Maß für den augenblicklichen Verstärkungsfaktor (oder Dämpfungswert), gemessen in logarithmischen Einheiten. Das Hilfssignal gelangt von dem Modulator 144 über die Zweidrahtleitung 118 zu dem Gabelverstärkers 116.

Die Station B ist in ihrem Aufbau der Station A äquivalent. In der Zeichnung ist sie in ihrer Zuordnung zur Station A dargestellt. Ein Signal, das von dieser Station B über die Übertragungsleitung 222 (in der Zeichnung von rechts nach links) zur Station A gesandt wird, stellt demgemäß ein zusammengesetztes Signal dar, das eine Sprachkomponente mit dem von dem Kompressorverstärker 210 begrenzten Bereich und das frequehzmodulierte Hilfssignal, d.h. das Dynamiksteuersignal,

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das von dem modulator 244 abgegeben und dem Sprachsignal in dem Gabelübertrager 216 hinzugefügt wird, aufweist» Die Frequen2 modulationskomponente dieses Hilfssignals stellt den augenblicklichen Wert der Dynamiksteuerspannung dar, die über die Diode 240 zu dem Regeleingang 212 des Kompressorverstärkers j 210 geleitet wird.

; Dieses zusammengesetzte Signal wird in der Station A am

j Eingang 148 des Gabelübertragers 150 empfangen und von diesem

! an Bandfilter 152 und 154 gelegt, die jeweils nur die Sprach-

komponente oder die Dynamiksteuerkomponente hindurchlassen_o

j In einer Ausführungsform besitzt das Sprachsignal eine Band-

breite von 300 bis 3400 Hz und das Hilfssignal eine Bandbreite von 4050 bis 4150 Hz,

Das Sprachsignal gelangt über das Filter 152 zu dem Eingangeines Dehnungsverstärkers mit veränderlichem Verstärkungsfaktor,, Es wird von diesem Dehnungsverstärker 156 wieder auf seinen ursprünglichen Amplitudenbereich gedehnt, in dem die Amplitudenkompression wieder ausgeglichen wird, die durch den Kompressorverstärker 210 eingeführt wurde. Das von dem Dehnungsverstärker 156 in seinem ursprünglichen Bereich wieder hergestellte Sprachsignal wird über die Zweidrahtieitung 106 dem Gabelübertrager 102 zugeführt und durch diesen, wie im vorhergehenden ausgeführt, zu dem Anschluß 100 geführte

Das empfangene Dynamiksteuersignal gelangt über das Bandfilter 154 zu dem Frequenzdemodulator 160, wo es nach der üblichen Amplitudenbegrenzung mit der ursprünglichen Trägerfrequenz, die für seine Übertragung verwendet wird, demoduliert wird. Das demodulierte Signal stellt das hier als Fernsignal bezeichnete Dynamiksteuersignal der Station B dar, das dort zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Kompressorverstärkers 210 diente. Dieses Fernsignal gelangt von dem Demodulator über den Schaltungspunkt 162 zu dem Regeleingang 158 des

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Dehnungsverstärkers 156«

Beim Betrieb des bisher beschriebenen Systems ergibt sich, daß das an dem Schaltungspunkt 162 der Station A auftretende Fernsignal der Dynamiksteuerung dem örtlichen Dynamiksteuersignal am Schaltungspunkt 236 der Station B entspricht. So kann der Verstärkungsfaktor des Dehnungsverstärkers 156 der Station A umgekehrt proportional zu dem Verstärkungsfaktor (oder proportional zu der Dämpfung) des Kompressorverstärkers 210 der Station B gehalten werden. Daraus ergibt sich, daß trotz der veränderlichen Dämpfung,die durch den Kompressorverstärker 210 der Station B eingeführt wird, das empfangene Sprachsignal, das von dem Dehnungsverstärker 156 über den Gabelübertrager 102 zu dem Anschluß 100 der Station A geliefert wird, auf dem gleichen Amplitudenbereich wie das Signal gehalten werden kann, das über den Gabelübertrager 202 der Station B zum Anschluß 200 übertragen wird.

Das im vorhergehenden beschriebene System besitzt bedeutende Vorteile gegenüber üblichen Zweiwegübertragungssystemen, die ebenfalls eine Steuerung der Dynamik aufweisen. Diese Vorteile ergeben sich hauptsächlich aus der Verwendung eines zusammengesetzten Signals, das sowohl die Informationskomponente als auch die Dynamiksteuerkomponente aufweist. Beide Komponenten werden sowohl in der Amplitude als auch in der Phase gleichen Störungen (oder Zeitverzögerungen) bei der gesamten Übertragung unterworfen» Beispielsweise beeinflussen kurzzeitige Schwankungen der Ubertragungsbedingungen sowohl das Informationssignal als auch das Dynamiksteuersignal in gleicher Weise. Damit ergibt sich eine höhere Genauigkeit in der Dynamikregelung des empfangenen Signals als diese mit anderen Kompressor-Dehner^Systemen erreicht werden kann.

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Dieses bereits früher bekannte System weist jedoch genauso wie jedes andere Zweiwegsignalübertragungssystem die durch Echowirkungen hervorgerufenen Nachteile auf_e Hierfür sei bei-, spielsweise die Übertragung von der Station A zur Station B . betrachtete Das übertragene Sprachsignal wird nach Empfang in der Station B von dem Dehnungsverstärker 256 zu dem Gabelübertrager 202 geleitet. Wenn dieser Übertrager mittels der Balanceschaltung 208 vollständig abgeglichen ist, gelangt das Sprachsignal über den Gabelübertrager 202 ausschließlich an den Anschluß 200. Normalerweise tritt bei einem Gabelübertrager jedoch stets ein gewisser Fehlabgleich auf«, Aus diesem Urund wird ein beträchtlicher Teil des über die Leitung 206 zu dem Gabelübertrager 202 gelangenden Sprachsignals über die Leitung 204 zu dem aus der Station B herauslaufenuen Kanal geleitet« Ein solches Rückkopplungssignal wird dann wie ein normales Sprachsignal auf dem ganzen Übertragungsweg behandelt und über den Gabelübertrager 102 wieder an den Anschluß 100 der Station A geleitet. Der Fernsprechteilnehmer bei der Station A hört dann ein Echo seiner eigenen Stimme bei jeder Silbe, die von ihm gesprochen wird. Dies ist stets unangenehm und kann die Verständlichkeit im Fall von Fernverbindungen beeinträchtigen, bei denen die Übertragungszeiten groß sind und das Echo mit einer Verzögerung von 100 Milliseskunden oder mehr zurückkommt.

Die bisher verwendeten Echounterdrücker, bei denen Relais oder sonstige Schalter verwendet werden, um eine Echodämpfung hervorzurufen, sind kompliziert, können schlecht arbeiten und haben große Zeitkonstanten, die zu den üblichen Sperrungs- und Blockierungszuständen führen können.

Durch die Erfindung wird nun das komplmentäre Verhältnis zwischen dem örtlichen Dynamiksteuersignal und dem Fernsignal der Dynamiksteuerung in einer Station ausgenutzt.

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Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der Schaltungspunkt 162, an dem das Fernsignal der Dynamiksteuerung anliegt, über einen Leiter 163 und eine Diode 164 mit dem Regeleingang 112 des Kompressorverstärkers 110 verbunden« Die Diode 164 liegt dabei parallel zu der Diode 140, an der das örtliche Dynamiksteuersignal anliegt« In der Station B ist eine entsprechende Schaltungsanordnung vorgesehen.

In dieser Schaltungsanordnung liegt an dem Regeleingang des Kompressorverstärkers 110 jeweils die höhere der Spannungen, die an dem Schaltungspunkt 136 und dem Schaltungspunkt 162 anliegen. Es wird nun zunächst angenommen, daß ein Sprachsignal nur in einer Richtung, von Station A nach Station B, übertragen wird. Das örtliche üynamiksteuersignal der Station A liegt an dem Schaltungspunkt 136 an und ruft an dem Schaltungspunkt der Station B eine entsprechende Dynamiksteuersignalspannung hervor« Die Spannungen an den Schaltungspunkten 236 der Station B und 162 der Station A sind, da, wie vorausgesetzt, keine Signalübertragung von Station B zur Station A stattfindet, niedrig.

Die den Verstärkungsfaktor des Kompressorverstärkers 110 der Station A regelnde Spannung gelangt über die Diode 140 vom Schaltungspunkt 136 zum Regeleingang 112 des Kompressorverstärkers 110. Die den Verstärkungsfaktor des Kompressorverstärkers 210 der Station B regelnde Spannung gelangt über die Diode 264 von dem Schaltungspunkt 262 zum Regeleingang 212 des Kompressorverstärkers 210. Die relativ große Spannung , die an dem Regeleingang 212 anliegt, bewirkt die Verringerung des Verstärkungsfaktors (Erhöhung der Dämpfung) des Kompressorverstärkers 210 der Station B, wodurch die Amplitude jedes auftretenden Signals komprimiert bzw. verringert wird, das von dem Gabelübertrager 202 der Station B über die Leitung infolge Fehlabgleichs des Gabelübertragers übertragen werden könnte. Infolge dieser Komprimierung des zufällig auftretenden

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Signals bleibt die Ausgangsspannung des Kompressorverstärkers geringer als die Vorspannung -V an dem Anschlußpunkt 230 der Ausgangsdiagonale der Detektorschaltung 228. Die Diode 232 bleibt daher nichtleitend und der Schaltungspunkt 236 auf Massespannung. Das Dynamiksteuersignal ruft daher keinerlei Vergrößerung des Verstärkungsfaktors des Dehnungsverstärkefs 156 der Station A hervor. Das zufällige Signal wird daher in j dem Dehnungsverstärker der Station A nicht gedehnt und kann somit kein Echo bilden» Durch die Verwendung der Dioden 164 und 264 bleibt die normale Steuerung der Dehnungsverstärker 156 und 256 durch das Fernsignal der Dynamiksteuerung von den Schaltungspunkten 162 oder 262 unbeeinträchtigt und arbeitet weiter in der im vorhergehenden beschriebenen Art, um jedes empfangene Sprachsignal auf seinen ursprünglichen Bereich zurückzuführen _o

Um ein einwandfreies Arbeiten in der beschriebenen Art zu gewährleisten,haben beide Kompressorverstärker 110 und 210 sowie beide Dehnungsverstärker 156 und 256 die gleichen Verstärkungseigenschaften. Die Verstärkungseigenschaften der Kompressorverstärker sind denen der Dehnungsverstärker (oder umgekehrt) zugeordnet. Dadurch werden durch Dynamiksignalspannungen, die an den Regeleingang jedes Kompressorverstärkers und den Regeleingang des zugehörigen Dehnungsverstärkers angelegt werden, reziproke Y/erte der Verstärkungsfaktoren der entsprechenden Verstärker hervorgerufen, so daß das Produkt beider Verstärkungen gleich eins ist. Weiterhin sind die Verstärkungsfaktoren derart eingestellt, daß' die Steuersignalspannungen, die an den entsprechenden Scnaltungspunkten 136 und 262 (236 und 162) auftreten, für einen gegebenen Wert der Vorspannung gleich sind, die an der zugehörigen Gleichrichterbrücke anliegt. Ein solcher Gleichgewichtszustand wird erreicht, wenn für eine gegebene Änderung der Regelspannung identische Verstärkung und Dämpfung einander entsprechen. Das heißt, die Verstärkungsfaktoren (in Dezibel) müssen

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proportional der Steuerspannung sein_e Um dies zu erreichen, kann jedes geeignete Mittel verwendet werden, um den Verstärkun, faktor durch jeden der Kanäle für die Dynamiksteuerung einzustellen, z.B. den Übertragungsfaktor (Verstärkungs- oder Dämpfungsfaktor) der Frequenzdemodulatoren 160 und 260, wie in der Zeichnung mit den Eingängen 166 und 266 dargestellt.

Im folgenden wird zur Erläuterung der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems ein numerisches Beispiel angegeben. Dabei wird angenommen, daß Sprachinformation von der Station A zur Station B übertragen wird. Das an dem Anschluß 100 des Gabelübertragers 102 der Station A anliegende Sprachsignal legt einen Bezugspegel von 0 Dezibel fest. Dieses Sprachsignal wird in dem Gabelübertrager 102 um 4dB gedämpft, so daß der Signalpegel am Eingang des Kompressorverstärkers 110 nun -4dB ist«, Es wird nun angenommen, daß die Konstanten der Schaltungselemente einschließlich der,Verstärker 110 und 124 und des Koppeltransformators 126 derart festgelegt sind, daß das Signal durch den Kompressorverstärker 110 einen Gleichspannungsabfall von 13 Volt über die Ausgangsdiagonale der Gleichrichterbrücke der Detektorschaltung 128 erzeugt, und daß die Vorspannung -V, die an dem Anschlußpunkt 130 der Brückenausgangsdiagonale anliegt, gleich -1OVoIt ist. Die Steuerspannung, die über die Diode 132 an den Schaltungspunkt 136 gelangt ist dann gleich (13 - 10) = 3 Volt. Wird diese örtliche Steuerspannung von 3 Volt an den Regeleingang 112 des Kompressorverstärkers 110 angelegt, so stellt sie dessen Verstärkungsfaktor entsprechend ein, wobei der Eingangspegel von -4dB auf den anfänglichen Pegel von 0 dB verstärkt wird.

Durch die Steuersignalspannung von 3 Volt an dem Schaltungspunkt 136 wird durch die im vorhergehenden beschriebene Einstellung der Verstärkungsfaktoren an dem Schaltungspunkt 262 der Station B ebenfalls eine Signalspannung von 3 Volt

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erzeugt. Wenn diese Signalspannung an den Regeleingang des Dehnungsverstärkers 256 angelegt wird, steuert sie diesen derart, daß er einen Signalpegel von +4dB auf die Leitung 206· gibt. Nach der Dämpfung in dem Gabelübertrager 202 erscheint dann der gewünschte Pegel von OdB an dem Anschluß 200 der Station B₀

Wird nun angenommen, daß der Gabelübertrager 202 schlecht abgeglichen ist, so erscheint ein Rückkopplungssignal auf der Leitung 204. Dieses Signal kann beispielsweise einen Pegel von - 14 dB besitzen und liegt damit um 10 dB unter dem Pegel - 4 dB des Sprachsignals, das durch den Gabelübertrager 202 auf die Leitung 204 gegeben wird, wenn der Fernsprechteilnehmer bei der Station B einen Pegel von 0 dB an den Anschluß 200 geben würde. Unter diesen Bedingungen ist die Gleichspannung, die über die Ausgangsdiagonale der Gleichrichterbrücke der Detektorschaltung 228 abgeleitet und, an den Schaltungspunkt 236 gelegt wird, beträchtlich niedriger als die Vorspannung von 10 Volt. Dar Schaltungspunkt 236 bleibt daher im wesentlichen auf Massespannunge

Da die höhere der beiden Spannungen, die an den Schaltungspunkten 236 und 262 anliegen, an den Regeleingang 212 des Kompressorverstärkers 210 geleitet werden, ist dies die Spannung von 3 Volt von dem Schaltungspunkt 262, die den Kompressorverstärker 210 steuert. Der Verstärkungsfaktor des Kompressorverstärkers 210 wird dadurch minimal (die Dämpfung wird maximal)„ Das Rückkopplungssignal wird daher von seinem Pegel von - 14 dB auf einen Pegel von nur - 10 dB verstärkt» Ist die Verbindung zwischen dem Schaltungspunkt 262 und dem Kompressorverstärker 210 nicht vorhanden, empfängt dieser über dieLeitung 204 das Echosignal von - 14 dB, während die Signalspannung von 3 Volt nicht an dem Regeleingang 212 anliegt

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Beim Beginn des Anlegens des Echosignals von - 14 dB an den Kompressorverstärkers 210 ist die Regelspannung daher 0 und bringt keine Dämpfung für das Signal, das dann auf der Leitung 214 mit - 14 dB erscheint. In diesem Moment überschreitet die an der Gleichrichterbrücke anliegende Spannung den Schwellwert. Dadurch erscheint an dem Schaltungspunkt 236 eine Spannung, die aufgrund der fehlenden Dämpfung des Kompressorverstärkers 210 gleich 3 Volt ist. An dem Regeleingang212 erscheint nun eine Spannung von 3 Volt, die um den Spannungabfall in der Diode 240 verringert ist. Dies^eschieht nicht, wenn sich die beiden Dioden 240 und 264 gegenseitig kompensie-ren. Die durch den Spannungsabfall etwa 2,25 Volt betragende Spannung würde nun die Verstärkung des Kompressorverstärkers 210 auf einen Wert einstellen, der eine geregelte Ausgangsspannung von 0 Volt am Ausgang des Kompressorverstärkers hervorruft. Die Spannung von 3 Volt, die an dem Schaltungspunkt 236 anliegt, regelt nun den Modulator 244, der ein der Spannung von 3 Volt entsprechendes Dynamiksteuersignal liefert. Unter diesen Umständen würde der Dehnungsverstärker 156 der Station A seinerseits durch den Schaltungspunkt 162 geregelt v/erden und ein Ausgangssignal auf einem Pegel von - 6 dB liefern und schließlich ein Echosignal von - 10 dB an dem Anschluß 100 des Gabelübertragers 102 hervorrufen.

Im Gegensatz dazu, wenn die Spannung an dem Schaltungspunkt 236 gleich 0 ist, moduliert der Modulator 244 nicht die von dem Ortsoszillator 246 abgegebene !Trägerfrequenz. Das Dynamikkontrollsignal, das über die Übertragungsleitung 222 übertragen wird, erzeugt nach Trennung undDemodulation in der Station A eine Spannung von 0 Volt an dem Schaltungspunkt 162· Diese Regelspannung von 0 Volt, die an dem Regeleingang 158 des Dehnungsverstärkers 156 anliegt, regelt diesen auf minimale Verstärkung (maximale Dämpfung), wodurch das Rückkopplungssignal auf seinem niedrigen Pegel von - 10 dB blockiert wird.

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U87.25*

Wenn angenommen wird, daß der gesamte Regelbereich 40 dB beträgt, ist die Maximaldämpfung des Dehnungsverstärkers 156 derart, daß das Ausgangssignal von - 10 dB auf einen Ausgangspegel von - 46 dB gedämpft wird» Der Pegel des sich schließlich ergebenden Echosignals an dem Anschluß 100 liegt dann bei - 50 dB, d.ho um 40 dB unter dem Pegel des Echos, das bei - · Abwesenheit der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen dem Schaltungspunkt 262 und dem Kopplungsverstärker 210 auftreten würde.

Die Dynamiksteuersignale, die an den Schaltungspunkten 136 und 236 anliegen, stellen die Durchschnittssignalenergie durch den entsprechenden Kompressorverstärker über eine Integrationsperiode von beispielsweise 20 oder 30 Millisekunden dar» Der Betrieb der echounterdrückenden Stromkreise des erfindungsgemäßen Systems ist dementsprechend schnell.

Durch die Erfindung wird in der beschriebenen Art die Echounterdrückung und die Dynamiksteuerung durch Bildung eines Vergleichs von zwei Steuerspannungen mittels einfacher Diodengatter zusammengefaßt. Es sind demgemäß gegenüber den für die Steuerung der Dynamik erforderlichen nur wenig zusätzliche Maßnahmen nötige Durch Vermeidung von Relaisschaltern oder dergl, wird das Gewicht und der Raumbedarf des erfindungsgemäßen Systems verringert, die Gefahr falscher Handhabung ausgeschlossen sowie die Herstellungs- und Instandhaltungskosten herabgesetzte Durch die kurze Ansprechzeit besitzt das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem eine größere Elastizität im Betrieb gegenüber bisher bekannten Systemen mit Echounterdrückung. Somit sind die Fernsprechteilnehmer in der Lage, sich gegenseitig ohne weiteres zu unterbrechen. Trotz der stets wirksamen Echounterdrückung können Biockierungszustände nicht auftreten o"

9098U/0475

Claims (7)

1. Dipi.-Ιηβ Dipl.

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   Neue Patentansprüche:

   JJ Zweiseitiges Signalübertragungssystem mit jeweils einem herauslaufenden und einem hereinkommenden Einwegkanal für Informationssignale, gekennzeichnet durch eine einstellbare Verstärkerschaltung (110) in jedem Kanal, ferner durch eine an den herauslaufenden Kanal angeschlossene, aus dem Pegel des von diesem übertragenen Informationssignals ein örtliches Dynamiksteuersignal ableitende Schaltung (124, 126, 128), weiterhin durch das örtliche Dynamiksteuersignal gemeinsam mit dem Informationssignal über den herauslaufenden Kanal leitende Schaltungsglieder (144, 116), weiterhin durch ein Informationssignale und entsprechende Dynamiksteuersignale über den hereinkommenden Kanal empfangendes Schaltungselement (150]_, weiterhin durch eine das empfangene Dynamiksteuersignal an die einstellbare Verstärkerschaltung (110) legende Schaltungsanordnung (160), und schließlich durch eine das Örtliche Dynamiksteuersignal mit dem empfangenen Dynamiksteuersignal vergleichende Vergleicherschaltung (140, 164), die das stärkere der beiden Dynamiksteuersignale an die einstellbare Verstärkerschaltung des herauslaufenden Kanals leitet«
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung aus einem Paar in einer Richtung leitenden Dioden besteht, die derart geschaltet sind, daß sie an ihren Eingangsklemmen die entsprechenden Dynamikateuersignale empfangen und mit ihren Ausgangsklemmen gemeinsam an dem . Stelleingang des einstellbaren Verstärkers liegen«

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3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine örtliche Trägerfrequenz mit dem örtlichen Dynamiksteuersignale modulierender Modulator (144) eine die modulierte Trägerfrequenz mit dem Informationssignal kombinierende und das so zusammengesetzte Signal an den herauslaufenden Kanal abgebende Kombinationsschaltung (116) eine das empfangende Dynamiksteuersignal von dem empfangenen zusammengesetzten Signal trennende Trennschaltung (150) und ein das empfangene Dynamiksteuersignal demodulierender Demodulator (160) vorgesehen sind.
4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (144) und der Demodulator (160) mit Frequenzmodulation arbeiten.
5. 5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Verstärker so angeordnet sind, daß ihre Verstärkungsfaktoren im Ansprechen auf ein gemeinsames Dynamiksteuersignal im gegenseitigen Verhältnis veränderbar sind. .
6. 6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Stärke eines Dynamiksteuersignals einstellende und damit den Gesamtverstärkungsfaktor jedes Dynamiksteuersignals im wesentlichen gleich eins machende Einstellschaltung vorgesehen ist.
7. 7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalkanal ein Zweileiteretromkreis ist und jeweils einen Gabelübertrager (116, 150) zur Verbindung der herauslaufenden und hereinkommenden Kanäle für den Eingang und den Ausgang der Informationseignale aufweist.

   ORIGINAL INSPECTED

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