DE2710954C2 - Prüfeinrichtung für Tonsignale einer PCM-Vermittlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Tonsignale in einer PCM-Vermittiung, die verschiedene Töne gleicher Frequenz und gleicher Amplitude in Impulsfolgen mit verschiedener Impuls· und Pausendauer, wozu als Sonderform ein Dauerton gehört, in digitaler Form erzeugt, insbesondere für eine Fernsprechver-

J₀ mittlung.

In einer Vermittlang müssen gewisse Töne erzeugt werden, die den Teilnehmer über den Zustand des Verbindungsaufbaus informieren. So empfängt beispielsweise der Teilnehmer, kurz nachdem er den Handapparat abgehoben hat, einen Wählton, der ihm sagt, daß die Vermittlung zur Aufnahme seiner Wahl bereit 1st. In einem anderen Fall empfängt der rufende Teilnehmer einen Besetztton, der besagt, daß die Leitung des gerufenen Teilnehmers belegt ist.

Zur Erhöhung der BetriebsslcherlvjU der Vermittlung ist es vorteilhaft, für die durch das Koppel netzwerk durchgeschalteten Töne eine Prüfeinrichtung vorzusehen.
In einer älteren Patentanmeldung DE-OS 25 41 295 wird Schutz beansprucht für ein Verfahren zur Bestimmung von der Erzeugung von Hörtönen für Zeltmultiplex-Fernsprechsysteme dienenden PCM-Codewörtern, das dadurch gekennzeichnet Ist, daß aus einer im Toleranzfrequenzbereich der Hörtonschwingungen liegenden

so Sinusschwingung durch Abtastung und Codierung gewonnene PCM-Wörter mit einem einen beliebigen Momentanwert der Sinusschwingung darstellenden vorgegebenen PCM-Wort verglichen werden, daß nach erstmalig festgestellter Übereinstimmung mit diesem PCM-Wort die Lieferung nachfolgender aus der Abtastung gewonnener PCM-Wörter daraufhin überwacht wird, ob nach einer vorgegebenen, ein ganzzahliges Vielfaches einer oder mehrerer Sinusschwingungsperioden darstellenden Anzahl von Abtastperloden eine weitere Übereinstimmung auftritt, daß die Frequenz der Sinusschwingung solange variiert wird, bis sich eine solche Übereinstimmung einstellt, worauf unter Beibehaltung der eingestellten Sinusschwingungsfrequenz der Hörtonpegel auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, und daß die zwischen zwei nachfolgend festgestellten Übereinstimmungen auftretenden PCM-Wörter gegebenenfalls nach Löschung des bisherigen Speicherinhalts In einen Speicher eingetragen werden.

Nach dem in der DE-OS 25 41 295 beanspruchten Verfahren werden digital codierte PCM-Wörter von Rufbzw. Ton-Signalen erzeugt. Dabei wird die Frequenz der Sinusschwingungen solange variiert, bis bei Übereinstimmung mit der Frequenz der PCM-Wörter ein Vergleich der Amplituden möglich ist und dann ein Einstellen auf einen bestimmten Hörtonpegel vorgenommen werden kann.

Die Prüfeinrichtung nach der Erfindung hat die Aufgabe, pulscodemodulierte Tonsignale zu prüfen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Steuer- und Auswertelogik mit Schaltungen zur Nachbildung des digital codierten Tonsignals gemäß einem Sollzustand und mit einer Vergleichsschaltung verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung durch ein Signal, das die Art des digital codierten Tonsignals angibt, und durch ein Startzeichen, das den Aussendebeginn des digital codierten Tonsignals angibt, Kenntnis von dessen Sollzustand erhält und nach Empfang des Startzeichens für einen Vergleich die Schaltungen zur Nachbildung des digital codierten Tonsignals aktiviert, daß die Vergleichsschaltung das zu prüfende Signal als Ist-Signal und e;n nachgebildetes, digital codiertes Tonsignal als Sollsignal empfängt und ein Ergebnissignal zur Steuer- und Auswertelogik sendet und daß Zeitmeßschaltungen vorgesehen sind, die mit ihren Ausgängen, die Ergebnissignale führen, mit der Steuer- und Auswertelogik verbunden sind, wobei die Steuer- und Auswertelogik ein aus den Ergebnissignalen gebildetes Auswerteergebnis abgibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 und 2 zwei Beispiele von Tönen;

Fig. 3 eine Sinuskurve eines Tonsignals;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Prüfeinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das es gestattet, die in den Fig. 1 und 2 c'irgestellten Töne zu prüfen und

Fig. 6 ein weiteres Beispiel eines Tones.

Fig. 1 stellt ein Beispiel eines von einem Teilnehmer empfangenen Tones dar, der aus einer Folge identischer Perioden der Dauer Tcy besteht. Jede Periodendauer setzt sich aus Impulsdauer Te und Pausendauer Tc zusammen. Bei jedem Impuls wird während der Iripulsdauer Te ein sprachfre.quentes Signal mit Frequenz Fv (Periodendauer Tv) mit Amplitude V gesendet und während der Pausendauer Tc ein Signal mit Amplitude Null.

Andere verwendete Tön;· sind von gleicher Frequenz Fv und gleichem Pegel V, aber sie unterscheiden sich in Impulsdauer Te und Pausendauer Tc. Wähltöne können, wie in Fi g. 2 durch einen Dauerton der Frequenz Fv und der Amplitude V dargestellt werden. In einer Raumvielfachvermittlung werüen die Töne in Analogform erzeugt. In einer PCM-Vermittlung könnten sie vorteilhaft direkt in Form codierter Abtastwerte erzeugt werden.

Eine PCM-Vermittlung verarbeitet codierte Abtastwerte sprachfrequenter Analogsignale von Teilnehmern. Jeder Abtastwert eines Rufs belegt einen bestimmten &o Zeitkanal innerhalb einer Wiedefholungsperlode oder eines Rahmens T. Diese Periode Γ entspricht der Abtastperlode des Analogsignals. Beispielswelse kann der Rahmen 256 Zeltkanäle enthalten. Zur Verbesserung der Übertragungsqualität werden die Abtastwerte nicht-linear codiert, wobei die Codlerkennllnle annähernd logarithmisch verläuft. Die Cod'jLT- enthalten b Bits, wobei das erste Bit das Vorzeichen des Abtastwerts darstellt. Die Codierung erfolgt symmetrisch, d. h. die Codes zweier entgegengesetzter Werte sind mit Ausnahme des Vorzeichenbits identisch.
Fig. 3 zeigt eine Sinuskurve des analogen Tonsignals

j mit der Frequenz Fv zusammen mit den zugehörigen codierten Abtastwerten, die in der PCM-Vermittlung erzeugt werden. Die Sinuskurve enthält N codierte Abtastwerte, die um eine Zeit T auseinander liegen. Die Periodendauer Tv ist als Vielfaches der Zeit T gewählt.

κ. Die Abtastmomente der Sinuskurve sind so gewählt, daß man nach einer einfachen Regel den Satz von Abtastwerten von nur einem Viertel der Sinuskurve erhält. Die Punkte A und B haben nullwertbildende Abtastwerte.
Es können beispielsweise folgende numerische Werte verwendet werden:

Fν = 444,44 Hz

Tv = 2,25 ms

T = 125 μ₅

N = 18 Abtastwerte

b = 8 Bit

}' = 345 mV

Aufgrund der symmetrischen Codierung haben die Punkte A und B in Fig. 3, die einem analogen Nullwert entsprechen, entweder den Code 10000000 oder 00000000. Zur Unterscheidung der beiden Punkte hat einer den Code 10000000 und der andere den Code 00000000.

Die Prüfung von Tönen erfolgt erfindungsgemäß in jo drei Schritten:

- Erkennen der Impulsdauer

- Erkennen der Pausendauer

- Prüfen des Andauerns des Auftretens über mehrere Ton-Perioden.

Im Falle eines
einen Schritt:

Dauertons umfaßt die Prüfung nur

- Erkennen des Tonsignals während einer gegebenen Zeit To.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Prüfeinrichtung Tür Tonsignale in einer PCM-Vermittlung. Sie enthält einen ersten Vergleicher Cl, der einerseits aas zu prüfende Signal und andererseits einen festen. Code von b Bits empfängt, der ein Nullsignal darstellt, d. h. Code 00000000. Die empfangenen Codes werden mit RCVD und der Nullsignal-Code mit VFO bezeichnet. Der erste Vergleicher Cl wird speziell zur Erkennung des NuIlsignals verwendet. Ein zweiter Vergleicher Cl empfängt einerseits die Codes RCVD und andererseits einen festen Anfangscode VFI von b Bits. Dieser Code VFl entspricht einem der den Ton bildenden Abtastwerte; er ist einzig inr.erhaib der Schwingungsdauer Tv. In Fig. 3 ist dies Punkt A mit Code 10000000. Die Arbeitsweise dieses zweiten Vergleichers Cl wird später beschrieben. Ein dritter Vergleicher C3 empfängt die Codes RCVD und b-Bit-Codes aus einem Nur-Lese-Speicher ME mit N Speicherplätzen. Jeder Speicherplatz enthält einen Abtastwert des vom Amt gesendeten Tones, wobei verschiedene Abtastwerte in der gleichen Reihenfolge wie die gesendeten Tonslgnaie positioniert sind. Die erste Zeile das Speichers ME enthält den Anfangscode VFI. Der Speicher ME wird von einem Zähler K adressiert, und der Stand des Zählers K wird vi.n Taktimpulsen Hi mit der Periodendauer T erhöht. Vergleicher C3 dient der Impulserkennung. Die Taktimpulse H\ werden vom Taktgeber CL geliefert.

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Der Taktgeber CL liefert auch Impulse Hl mit einer Perlode 72, wobei 72 ein Vielfaches von T ist, beispielsweise 4 ms. Diese Impulse Hl erhöhen die Stände zweier Zeitzähler TKR und TKL über einen Frequenzteller D. Dieser Teller versorgt den Zähler TKR mit Impulsen Hi, die eine Perlode 73 aufweisen, wobei 73 ein Vielfaches von 72 ist, beispielsweise 32 ms. Er versorgt auch den Zähler TKL mit Impulsen H4, die eine Perlode 74 haben, wobei 74 ein Vielfaches von 72 Ist, beispielsweise 192 ms.

Der Zähler TKR bewertet die erkannte Impuls- und Pausendauer. Mittels eines Decoders DTKR erzeugt der Zähler TKR ein Signal STe vom Pegel logisch Eins am Ende der Zelt Te entsprechend der Impulsdauer und ein Signal STc vom Pegel logisch Eins am Ende der Zelt Tc entsprechend der Pausendauer. Abhängig vom Wert der Impuls- und Pausendauer und von der Lage der Steuer-Impulse Hi des Zählers TKR Ist es möglich, daß STe und STc nicht exakt am F.nde der Zeiten Te und Tc auf logisch Eins wechseln, sondern etwas früher oder später. Der Decoder DTKR ist deshalb so ausgelegt, daß er ein Signal STe = 1 oder ein Signal STc = 1 nach zwei aufeinanderfolgenden Codes am Ausgang des Zählers TKR abgibt, wobei die Codes den Zeiten entsprechen, die den Rahmen für die Zeiten Te und Tc bilden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung muß verschiedene Töne mit verschiedener Impuls- und Pausendauer prüfen. Deswegen liefert der Decoder DTKR auch andere Signale, wie z. B. die Signale STe' und STc', entsprechend der unterschiedlichen Impuls- und Pausendauer. Er liefert auch ein Signal STo mit Pegel logisch Eins nach Ablauf der Zelt To, wenn ein Dauerton (Fig. 2) erkannt wurde, der beispielsweise ein Wählton ist.

Der Zähler TKL dient als Zeitbegrenzer, er beendet die Tonprüfung nach Ablauf der Zeit 7Ί, wenn während dieser Zeit keine Tonperiode (mit Impuls- und Pausendauer) erkannt worden ist. Nach Ablauf der Zelt 71 liefert er ein Signa! 571 mit Pegel logisch Eins, das durch den Decoder DTKL läuft.

Ein Zähler TPRS für anhaltende Schwingungen wird In seinem Stand nach jeder erkannten Periode erhöht. Durch Decoder DTPRS liefert er ein Signal mit Pegel logisch Eins, wenn er nach ρ erkannten Perioden um ρ erhöht wurde.

Die Ausgangssignale von den Vergleichern Cl, Cl, Ci und den Decodern DTKR, DTKL und DTPRS werden einer Steuer- und Auswertelogik US zugeführt, die die verschiedenen Tonprüfungen sequentiell ordnet. Sie empfängt einen Code ASP, der die zu prüfende Tonklasse anzeigt; sie arbeitet in Übereinstimmung mit einer gewissen Anzahl von Phasen und sie wird von Taktimpulsen HS der Perioderidauer 7 gesteuert. Ein Impuls GO, der bei Verarbeitungsanforderung empfangen wird, versetzt die Steuer- und Logikeinheit US - im folgenden Logik genannt - in Startposition. Der Impuls GO stellt auch die Zähler TKR. TKL und TPRS zurück. Der Zähler TKR wird auch mittels eines Impulses CHSW aus der Logik US nach jedem Phasenwechsel zurückgestellt. Außer von Impuls GO wird der Zähler TKL auch von Impuls PSW4 aus der Logik US zurückgestellt, wenn eine Tonschwin- «> gung erkannt worden ist.

Nachfolgend werden die drei hauptsächlichen, obengenannten Top.prüfschritte erläutert.

- Erkennen eines Impulses

Jeder empfangene Code RCVD wird im Vergleicher Ci mit den Codes MEC verglichen, die durch periodisches Adressieren vom Zähler K aus dem Speicher ME ausgelesen werden. Zuvor wird die Adressierung des Speichers ME angelassen durch Rücksetzen des Zählers K mittels eines Impulses INIT, der von der Logik US erzeugt wird, wenn der empfangene Code RCVD gleich Ist mit dem Anfangscode VFI. Der Vergleich wird Im Verglelcher Cl gemacht. Die Impulsdauer wird erkannt, wenn die Codes RCVD und MEC gemäß dem Vergleich Im Verglelcher C3 während der Zelt Te, die durch Anwesenheit eines Signals STe = 1 am Ausgang des Decoders DTlJi gegeben wird, Identisch ist. Zuvor ist Zähler TKR schon vom Impuls CHSW aus der Logik US zu Beginn des Lesens aus dem Speicher ME zurückgestellt worden.

- Erkennen einer Pause

Im Verglelcher Cl wird jeder empfangene Code RCVD mit dem Nullsignalcode VFO verglichen. Bei Identität über eine Zelt 7c, die durch Anwesenheit eines Signals STc = 1 am Ausgang des Decoders DTKR gegeben wird, wird eine Pause erkannt. Zähler IKK wurde zuvor vom Impuls CHSW zu Beginn der Pausenerkennung zurückgesetzt.

- Prüfung des Andauerns

Nach jeder erkannten Tonschwingung wird der Stand des Zählers TPRS vom Impuls PSW4 aus der Logik US um Ein? erhöht. Der Ton Ist erkannt, wenn der Zählerstand um ρ Schritte fortgeschaltet wurde, d. h. nachdem ρ Perioden erkannt worden sind. Der Decoder DTPRS liefert dann ein Signal STp = 1 an die Logik US.

Wie schon gesagt, umfaßt die Prüfung von Dauertönen nur einen Schritt:

- Erkennen des Tonsignals während der Zeit 7

Die empfangenen Codes RCVD müssen mit den aus dem Speicher ME gelesenen Codes identisch sein während einer Zeit To, die durch Anwesenheit eines Signals STo = i am Ausgang des Decoders DKTR gegeben wird.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, nach dem periodische Töne der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Klassen geprüft werden können. Die Logikeinheit ist nach diesem Flußdiagramm ausgelegt. Es sind sechs nachfolgend aufgeführte Funktionsabschnitte SWO ... SWS zu unterscheiden:

S WO = Start;

SWl = Synchronisation der Abtastwerte MEC mit

den Abtastwerten RCVD: SWl = Erkennen einer Impulsphase;
SWi = Erkennen einer Pausenphase;
SW4 = Andauern;
SWS = Ergebnis.

Die Logik SU wird vom Impuls GO In den Funktionsabschnitt SWO gebracht und die nachfolgenden Funktionsabschnitte werden nacheinander entsprechend dem Flußdiagramm durchlaufen. Impuls INlT wird beim Wechsel von SWl-SWl ausgegeben. Impuls CHSW wird bei jedem Wechsel ausgegeben und Impuls PSWA im Funktionsabschnitt SW4.

Die Logik US liefert mittels Code RES drei Ergebnisse:

- Ton erkannt

- Ton nicht erkannt

Zu diesem Ergebnis kommt es, wenn die Logik US nicht im Funktionsabschnitt SWd arbeitet und wenn das Signal STl = 1. Das bedeutet, daß von Nullsignalen abweichende Codes RCVD empfangen wurden, die

jedoch nicht mit den Ton-Codes übereinstimmen.
- kein Ton

Zu diesem Ergebnis kommt es, wenn die Logik US im Funktionsabschnitt SHD arbeitet und wenn das Signal STl = 1. Das bedeutet, daß nur Nullsignale empfangen wurden, da wahrscheinlich keine Tonsignale ausgesandt wurden.

Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung Ist für Tonsignale, für Dauertöne (Fig. 2) und für Töne, die eine Impulsfolge bilden (Flg. 1) beschrieben worden. Natürlich können auch andere, kompliziertere Töne verwendet werden, beispielsweise solche mit zwei verschieden dauernden Impulsen Tel und Tel und mit zwei verschieden dauernden Pausen Tel und Tel, wie in Fl g. 6 dargestellt. Für diesen Fall muß die Logik US In einer dem Fachmann geläufigen ArI modifiziert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Λ. I L \J ^f v^ Patentansprüche:

1. Prüfeinrichtung für Tonsignale in einer PCM-Vermlttlung, die verschiedene Töne gleicher Frequenz und gleicher Amplitude in Impulsfolgen mit verschiedener Impuls- und Pausendauer, wozu als Sonderform ein Dauerton gehört, in digitaler Form erzeugt, insbesondere für eine Fernsprechvermittlung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- und Auswertelogik (US) mit Schaltungen (CL. K. ME) zur Nachbildung des digital codierten Tonsignals gemäß einem Sollzustand und mit einer Vergleichsschaltung (Cl. Cl, Ci) verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung durch ein Signal (ASP), das die Art des digital codierten Tonsignals angibt, und durch ein Startzeichen CGOD, das den Aussendebeginn des digital codierten Tonsignals angibt, Kenntnis von dessen Sollzustand erhält und nach Empfang des Startzeichens für einen Vergleich die Schaltungen zur Nachbildung des (Ci£ital codierten Tonsignals aktiviert, daß die Vergleichsschaltung das zu prüfende Signal (RCVD) als Ist-Signal und ein nachgebildetes, digital codiertes Tonsignal (VFO. VFl, MEC) als Sollsignal empfängt und ein Ergebnissignal zur Steuer- und Auswertelogik sendet, und daß Zeitmeßschaltungen (CL, D. TRK, TKK, TPRS) vorgesehen sind, die mit ihren Ausgängen, die Ergebnissignale CiTe, STe', STc, STc', STo, STl, STp) führen, mit der Steuer- und Auswertelogik verbunden sind, wobei die Steuer- und Auswertelogik ein aus den Ergebnissignalen gebildetes Auswerteergebnis CiES) abgibt.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen (CL, K, ME) zur Nachbildung des digital codierten Tonsignals aus einem Taktgeber (CL), einem Ziviler (K) und einem Lesespeicher (ME) gebildet sind, wobei der Zähler (K) und einem Lesespeicher (ME) gebildet sind, wobei der Zähler (K) durch einen Rücksetzimpuls (INIT), den die Steuer- und Auswertelogik (US) nach dem Empfang des Startzeichens (GO) abgibt, zurückgestellt und angelassen wird, so daß der Zähler (K) gemäß seinem Stand, der vom Taktgeber (CL) erhöht wird, nacheinander In N verschiedenen Speicherplätzen Abiastwerte (MEC) im Lesespeicher (ME) aufruft.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung CCl, Cl, Ci) gebildet ist aus einem ersten Vergleicher (CV. der ein nachgebildetes Nullsignal (VFO) empfängt, aus einem zweiten Vergleicher (CZ), der ein nachgebildetes Perlodenbeglnnsignal (VFI) vom Wert Null empfängt und aus einem dritten Vergleicher (Ci), der nacheinander die N verschiedenen Abtastwerte (MEC) empfängt; und daß die Vergleicher über separate Ergebnisleitungen mit der Steuer- und Auswertelogik (US) verbunden sind, wobei letztere zur Synchronisation der verschiedenen Abtastwerte mit dem zu prüfenden Signal (RCVD) den Rücksetzimpuls (INIT) erst beim Empfang eines Signals auf der mit dem zweiten Verglelchfcr (Cl) verbundenen Ergebnisleitung ausgibt.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeßschaltungen (CL, D, TRK, TKL, TPRS) gebildet sind aus einem Frequenzteiler (D), der aus den vom Taktgeber (CL) erzeugten Taktimpulsen (Hl) geteilte Taktimpulse (Hi, HA) ableitet, aus einem ersten Zeltzähler (TKR), der durch einen Rücksetzimpuls (GO + CHSW) aus der Steuer- und Auswertelogik (US) bei jedem Signalbeginn und jedem Signalende zurückgesetzt, angelassen und

durch Taktsignale (Hi) fortgeschaltet wird, aus einem zweiten Zeitzähler (TKL), der durch einen Rücksetzimpuls (PSW4 + G0) bei jedem Signalbeginn zurückgesetzt, angelassen und durch Taktsignale (H4) fortgeschaltet wird, aus einem dritten Zeitzähler (TPRS), der durch das Startzeichen (GO) zurückgesetzt, angelassen und durch Impulse (PSWA) nach jeder erkannten Tonperiode (Tcy) fortgeschaltet wird und aus Decodern (DTKR, DTKL, DTPRS). die mit den Zeitzählern verbunden sind, wobei die Ergabnissignale (STe, STe', STc, STc') des zum ersten Zeitzähler (TKR) gehörenden Decoders (DTKR) Impuls- und Pausendauern anzeigen, wobei das Ergebnissignal (STl) des zum zweiten Zeitzähler (TKL) gehörenden Decoders (DTKL) in der Steuer- und Auswertelogik ein Ende der Tonprüfung auslöst und wobei das Ergebnissignal (STp) des zum dritten Zeitzähler (TPRS) gehörenden Decoders (DTPRS) eine Mindestzahi (p) erkannter Tonperioden (Tcy) anzeigt.