DE1110234B - Signalempfaenger fuer Fernsprechsysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalempfänger für Fernsprechsysteme zum Empfang von Signalisierungsimpulsen mit einer im oberen Teil des Sprachfrequenzbandes liegenden Frequenz von z. B. 3000 Hz, bei dem die empfangenen Sprachsignale und Signalisierungsfrequenz einem Signalkreis mit einem die Signalisierungsfrequenz hindurchlassenden Filter und zugleich einem Schutzkreis mit einem sämtliche Schwingungen außer der Signalisierungsfrequenz hindurchlassenden Filter und einem durch Sprachsignale gesteuerten Amplitudendetektor zugeführt werden und bei dem eine Signalisierungsrelaisstufe vorgesehen ist, die durch die Ausgangsspannung des Signalkreises und die als Sperrspannung wirkende gleichgerichtete Spannung des Schutzkreises gesteuert wird. Solche Signalempfänger können vorteilhaft in Trägerfrequenzfernsprechsystemen Anwendung finden.

Signalempfänger mit einem nur die Signalfrequenzen durchlassenden Filter und einem Sprachschutzkanal mit einer Amplitudendetektorstufe, bei denen auch eine Signalrelaisstufe vorgesehen ist, die durch die Ausgangsspannung des ersteren Kanals, der die Ausgangsspannung des Sprachschutzkanals als Sperrspannung entgegengeschaltet ist, gesteuert wird, sind bekannt. Dabei kann sich die Gittervorspannung sowie die Wechselspannung am Filter unbeschränkt ändern, bis bei Erreichung der kritischen Gitterspannung der Signalrelaisstufe Anodenstrombegrenzung auftritt und das Relais betätigt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß bei einem solchen Signalempfänger der zweite Kanal (Schutzkreis) keinen vollständigen Schutz vor dem Ansprechen des Signalisierungsrelais auf Sprachfrequenzen gibt. Sogar bei Steigerung der Selektivität der Filter in den Eingangen des ersten und des zweiten Kanals stellt sich heraus, daß bei einem lOOstündigen Dauerbetrieb das Signalisierungsrelais noch 10- bis 20mal auf die Sprachfrequenzen anspricht, was für verschiedene Anwendungen noch zu hoch ist, da so z. B. die Sprechverbindung unterbrochen wird. Ein weiterer Nachteil der Steigerung der Selektivität der Filter ist der, daß die Signalisierungsimpulse in erheblichem Maße verzerrt werden.

Insbesondere tritt bei den höheren Gesprächsintensitäten eine progressive Zunahme des Ansprechens auf Gesprächsfrequenzen auf, und diese progressive Zunahme findet ihre Ursache darin, daß bei Steigerung der Gesprächsintensität die höheren Gesprächsfrequenzen mehr als proportional zunehmen.

Die Erfindung bezweckt, einen Signalempfänger der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem mit Signalempfänger für Fernsprechsysteme

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenf abrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 3. April 1958

Hendrikus Cornells von Rossum,

Hilversum (Niederlande),

und Carlos Villalaz, Zürich (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

einfachen Mitteln das Ansprechen des Signalisierungsrelais auf Sprachfrequenzen erheblich, beispielsweise um einen Faktor 20, verringert wird.

Gemäß der Erfindung wird zwischen das die Signalisierungsfrequenz hindurchlassende Filter im Signalkreis und die Signalisierungsrelaisstufe ein Amplitudenbegrenzer geschaltet, während die Sperrspannung aus dem Schutzkreis ohne Begrenzung an der Signalisierungsrelaisstufe liegt.

Vorzugsweise liegt der Begrenzungspegel des Begrenzers etwa 10 db unterhalb des Nennpegels der dem Signalempfänger zugeführten Sprachsignale.

Gemäß der weiteren Erfindung werden unter Beibehaltung einer hohen Unempfindlichkeit des Signalempfängers gegen Sprachfrequenzen Verzerrungen in den Signalisierungsimpulsen dadurch erheblich verringert, daß an das die Signalisierungsfrequenzen hindurchlassende Filter im ersten Kanal ein nichtlinearer Dämpfungswiderstand angeschlossen ist, dessen Wert bei zunehmender Spannung abnimmt.

Die Erfindung, und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Signalempfänger gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 a bis 2 c zeigen einige Spannungsdiagramme zur Erläuterung des in Fig. 1; dargestellten Signalempfängers.

Beim in Fig. 1 dargestellten Signalempfänger werden die Sprachsignale von 300 bis 3400 Hz und Signalisierungssignale mit einer Frequenz von z. B.

109 620/292

3000 Hz, gegebenenfalls nach Verstärkung, über einen Transformator 1 mit zwei Sekundärwicklungen 2, 3 den Kanälen 4 und 5 zugeführt. Der Nennpegel der Signalisierungsimpulse liegt etwa 3 bis 6 db unterhalb des Nennsprechpegels.

Der Kanal 4 enthält ein die Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz hindurchlassendes Filter in Form eines Reihenkreises 6, 7, wobei an die Reihenkreisspule 7 eine nachstehend zu erläuternde Transistorstufe 8 angeschlossen ist, die über einen Reihenkondensator 9 und einen Reihenwiderstand 10 mit einer Signalisierungsrelaisstufe verbunden ist. Die Signalisierungsrelaisstufe enthält einen als Verstärker ausgebildeten, in Klasse B betriebenen Transistor 11, dessen Kollektorelektrode mit einem auf die Signalisierungsfrequenz abgestimmten, durch einen Parallelwiderstand 13 gedämpften Kreis 12 verbunden ist, wobei der abgestimmte Kreis 12, 13 über eine Kopplungsspule 14 mit zwei in Klasse B betriebenen Transistoren 15, 16 gekoppelt ist, von denen sowohl die Kollektorelektroden als auch die Emitterelektroden miteinander verbunden sind. Hierbei sind die Kollektorelektroden einerseits über die Erregerwicklung eines Signalisierungsrelais 17 mit der Minusklemme 38 einer Speisespannungsbatterie und andererseits über einen Glättungskondensator 20 mit der Plusklemme 23 der Speisespannungsbatterie verbunden, wobei in den Emitterkreis der Transistoren 15, 16 ein Gegenkopplungswiderstand 19 geschaltet ist. Wenn bei der beschriebenen Vorrichtung eine der Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz entsprechende Frequenz der Primärwicklung des Eingangstransformators 1 zugeführt wird, wird diese Frequenz von 3000 Hz über das Filter 6, 7 und die Transistorstuf en 8, 11 dem gedämpften Kreis 12, 13 zugeführt, wobei durch Gleichrichtung in den Transistoren 15, 16 die Kollektorströme dieser Transistoren zunehmen, wodurch das Signalisierungsrelais 17 anspricht.

Zum Schutz gegen das Ansprechen des Signalisierungsrelais 17 auf Sprachfrequenzen ist die Sekundärwicklung 3 des Transformators über ein Filter 24, das sämtliche Schwingungen außer der Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz hindurchläßt, an einen zweiten Kanal 5 (Schutzkreis) angeschlossen. Das Filter 24 ist als Brückenschaltung ausgebildet, die in einem Brükkenzweig einen auf die Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz abgestimmten Parallelkreis 25 und im anderen Brückenzweig einen Widerstand 26 enthält, der so bemessen ist, daß für die Signalisierungsfrequenz die Brücke sich im Gleichgewicht befindet und vom Filter 24 keine Spannung übertragen wird. Weicht jedoch die dem Filter 24 zugeführte Frequenz von dieser Signalisierungsfrequenz ab, so wird dem Filter 24 eine Spannung entnommen, die in einer Transistorstufe 27 verstärkt und zur Erzeugung einer gleichgerichteten Spannung im Emitterkreis 28 demoduliert wird, wobei die gleichgerichtete Spannung als Sperrspannung über einen Reihenwiderstand 29 an den Emitterkreis des Transistors 11 gelegt ist. Infolgedessen ist der Transistor 11 beim Auftreten eines Sprachsignals gesperrt, wodurch die im Sprachsignal enthaltenen Frequenzen, die der Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz entsprechen, über den Kanal 4 die Transistoren 15, 16 nicht erreichen können. Es stellt sich jedoch heraus, daß trotz des Schutzkreises 5 der Signalempfänger bei einem lOOstündigen Dauerbetrieb dennoch 10- bis 20mal auf die Sprachfrequenzen anspricht.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß das Ansprechen des Signalempfängers auf Sprachfrequenzen insbesondere bei hohen Sprechintensitäten auftritt, und zwar weist die Wahrscheinlichkeit W des AnSprechens des Signalempfängers auf Sprachfrequenzen, wenn sie in Abhängigkeit von der Sprechintensität / aufgetragen wird, den in Fig. 2 a durch die Kurve« dargestellten Verlauf auf, wobei, wie aus dieser Figur ersichtlich ist, die Wahrscheinlichkeit W des Ansprechens des Signalempfängers auf Sprachfrequenzen von einer gewissen Sprechintensität an zu den höheren Sprechintensitäten plötzlich progressiv zunimmt. Dieser Charakter der Wahrscheinlichkeitskurve α ist dem Umstand zuzuschreiben, daß bei Steigerung der Sprechintensität/ die Stärke der höheren Sprachfrequenzen mehr als proportional der Gesamtsprechintensität zunimmt, und dann ist die vom Schutzkreis 5 gelieferte Sperrspannung für den Transistor 11 nicht mehr hinreichend, um die vom Filter 6, 7 hindurchgelassenen Sprachfrequenzen zu sperren, wodurch das Signalisierungsrelais 17 auf diese Sprachfrequenzen anspricht.

Auf Grund der Kenntnis der vorstehenden Umstände wird das Ansprechen des Signalisierungsrelais 17 auf Sprachfrequenzen weitgehend dadurch beschränkt, daß im ersten Kanal 4 zwischen dem Filter 6, 7 und dem Transistor 11 ein Begrenzer angebracht wird. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Begrenzer aus der Transistorstufe 8, die zum Erhalten der erforderlichen Verstärkung im Signalempfänger zugleich als Verstärker wirkt. Bei der beschriebenen Vorrichtung liegt die Basiselektrode an einem Anzapfpunkt der Kreisspule 7, während die Kollektorelektrode des Transistors 8 über einen Widerstand 30 mit der Minusklemme 18 der Speisespannungsbatterie verbunden ist. Hierbei ist in den Emitterkreis eine von einem Widerstand

31 überbrückte Reihenschaltung eines Kondensators

32 und eines Widerstandes 33 geschaltet, während die Speisespannung für die Basiselektrode einem zwischen dem Kollektor und der Plusklemme 23 der Speisespannungsbatterie liegenden Spannungsteiler 35, 36 entnommen wird. Durch passende Bemessung der beschriebenen Transistorstufe ist der Begrenzungspegel des als Begrenzer wirksamen Transistors 8, der auch als Verstärker wirkt, auf einen erwünschten Wert ρ einstellbar.

Infolge der Anwendung des Begrenzers 8 im ersten Kanal 4 können die der Signalisierungsfrequenz von 3000 Hz entsprechenden Sprachfrequenzen bei zunehmender Sprechintensität nur bis zum Begrenzungspegel ρ zunehmen, während die Sperrspannung des Schutzkreises 5 proportional der Sprechintensität zunimmt. Die Wahrscheinlichkeitskurve, die die Wahrscheinlichkeit W des Ansprechens des Signalempfängers auf Sprachfrequenzen in Abhängigkeit von der Sprechintensität / darstellt, erhält dann den in Fig. 2a durch die Kurve & angegebenen Verlauf, wobei die Wahrscheinlichkeit des Ansprechens bei zunehmender Sprechintensität zunächst bis auf einen gewissen Höchstwert zunimmt, um dann schnell abzunehmen. Auf diese Weise wird das Ansprechen des Signalempfängers erheblich beschränkt; wenn beispielsweise der Begrenzungspegel des Begrenzers 8 mindestens 10 db unterhalb des Nennpegels der dem Kanal 4 zugeführten Sprachsignals liegt, spricht der Signalempfänger weniger als einmal in einem lOOstündigen Dauerbetrieb auf die Sprachfrequenzen an.

Beim bisher beschriebenen Signalempfänger mit Imbandsignalisierung treten infolge der hohen Selektivität des Filters 6, 7 Verzerrungen in den vom Signalisierungsrelais wiedergegebenen Signalisierungsimpulsen auf, und zwar erfährt die Basis der Signalisierungsimpulse, die über den Begrenzer 8 an die Signalisierungsrelaisstufe weitergeleitet werden, infolge der Ausschwingerscheinung im selektiven Filter 6, 7 eine Dehnung, die bei zunehmender Stärke der Signalisierungsimpulse zunimmt. Zur Erläuterung zeigt das Zeitdiagramm nach Fig. 2 b zwei Reihen von Signalisierungsimpulsen m und η unterschiedlicher Stärke, die dem selektiven Filter 6, 7 entnommen werden, wobei die innerhalb des durch die waagerechten Linien ρ angegebenen Begrenzungspegels liegende Basis dieser Impulse der Signalisierungsrelaisstufe zugeführt wird. Um die von der Stärke der eintreffenden Signalisierungsimpulse abhängige Impulsverzerrung deutlich anzugeben, sind in Fig. 2 b die Signalisierungsimpulse m und η ineinander dargestellt.

Unter Beibehaltung der hohen Unempfindlichkeit gegen Sprachfrequenzen werden die angegebenen Verzerrungen der Signalisierungsimpulse beim beschriebenen Signalempfänger auf einfache Weise dadurch erheblich verringert, daß an das die Signalisierungsfrequenzen hindurchlassende Filter 6, 7 im ersten Kanal ein nichtlinearer Dämpfungswiderstand angeschlossen wird, dessen Wert bei zunehmender Spannung abnimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der nichtlineare Dämpfungswiderstand aus zwei antiparallel geschalteten Dioden 37, 38, die an einen Anzapfpunkt der Kreisspule 7 angeschlossen sind.

Beim dargestellten Signalempfänger wird bei hoher Intensität der im Schwingungskreis 6, 7 auftretenden Schwingungen die Selektivität durch den Dämpfungswiderstand 37, 38 herabgesetzt, wodurch insbesondere die Dehnung der Signalisierungsimpulse, die mit großer Stärke eintreffen, erheblich verringert wird. Mit Rücksicht auf die Unempfindlichkeit des Signalempfängers gegen Sprachfrequenzen ist diese Maßnahme unbedenklich, weil gerade bei den hohen Sprechintensitäten, wie dies durch die Kurve & in Fig. 2 a erläutert ist, die Unempfindlichkeit des Signalempfängers gegen Sprachfrequenzen einen Höchstwert aufweist.

In Fig. 2 c ist die Form der dem Filter 6, 7 entnommenen Signalisierungsimpulse in einem Zeitdiagramm dargestellt und, wie aus dieser Figur ersichtlich ist, werden hierbei Verzerrungen in den wiedergegebenen Signalisierungsimpulsen weitgehend verringert.

Bei der Anwendung der angegebenen Maßnahmen ergibt sich somit ein Signalempfänger, der sich durch eine hohe Wiedergabegüte der Signalisierungsimpulse und eine sehr hohe Unempfindlichkeit gegen Sprachfrequenzen unterscheidet, beispielsweise stellt sich heraus, daß bei einem lOOstündigen Dauerbetrieb der Signalempfänger nur noch etwa einmal auf Sprachfrequenzen anspricht.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Signalempfänger für Fernsprechsysteme zum Empfang von Signalisierungsimpulsen mit einer im oberen Teil des Sprachfrequenzbandes liegenden Frequenz von z. B. 3000 Hz, bei dem die empfangenen Sprachsignale und Signalisierungsfrequenz einem Signalkreis mit einem die Signalisierungsfrequenz hindurchlassenden Filter und zugleich einem Schutzkreis mit einem sämtliche Schwingungen außer der Signalisierungsfrequenz hindurchlassenden Filter und einem durch Sprachsignale gesteuerten Amplitudendetektor zugeführt werden und bei dem eine Signalisierungsrelaisstufe vorgesehen ist, die durch die Ausgangsspannung des Signalkreises und die als Sperrspannung wirkende gleichgerichtete Spannung des Schutzkreises gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das die Signalisierungsfrequenz hindurchlassende Filter (6, 7) im Signalkreis (4) und die Signalisierungsrelaisstufe (11 ... 17) ein Amplitudenbegrenzer (8) geschaltet ist, während die Sperrspannung aus dem Schutzkreis (5) ohne Begrenzung an der Signalisierungsrelaisstufe liegt.

2. Signalempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungspegel des Begrenzers (8) etwa 10 db unterhalb des Nennpegels der dem Signalempfänger zugeführten Sprachsignale liegt.

3. Signalempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (8) im Signalkreis (4) aus einer zugleich als Verstärker wirksamen Transistorstufe besteht, in deren Kollektorkreis und Emitterkreis je ein Widerstand (30 bzw. 31) geschaltet ist und deren Basiselektrode mit dem die Signalisierungsfrequenz hindurchlassenden Filter (6, 7) verbunden ist, während die Speisespannung für die Basiselektrode einem zwischen die Kollektorelektrode und den Emitterkreis geschalteten Spannungsteiler (35, 36) entnommen wird.

4. Signalempfänger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an das die Signalisierungsfrequenz hindurchlassende Filter (6, 7) im Signalkreis (4) ein nichtlinearer Dämpfungswiderstand (37, 38) angeschlossen ist, dessen Dämpfung bei zunehmender Spannung abnimmt.

5. Signalempfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare Dämpfungswiderstand aus zwei antiparallel geschalteten Dioden (37, 38) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 543 688, 603 389;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1007 365,1015 487.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 620/292 6.61