(57)【要約】【課題】入力信号のレベルが変動した場合でもＡ／Ｄ変換器の入力レンジを上回らないようにして、検出対象としている信号を正確に検出する。【解決手段】入力端子１から入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器３部によりデジタル信号に変換し、当該デジタル信号からバンドパスフィルタ７―１、７―２、７―３により検出対象の信号周波数成分を抽出し、抽出された周波数成分信号から信号検出部９―１、９―２、９―３により信号の有無を検出する信号検出回路であり、Ａ／Ｄ変換器３への入力信号レベルを可変アッテネータ２により減衰させるようにして、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号レベルを出力監視部５により監視し、当該出力信号レベルが過大なときにはレベル制御部６が可変アッテネータ２による減衰量を増やして、当該入力信号レベルがＡ／Ｄ変換器３の入力レンジに常に収まるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、変換されたデジタル信号から所定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ部と、抽出された所定周波数成分のデジタル信号から信号の有無を検出する信号検出部と、を備えた信号検出回路において、
Ａ／Ｄ変換部へ入力されるアナログ信号を可変にレベル調整する可変レベル調整部と、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル信号レベルを所定の基準値と比較して監視する出力監視部と、出力監視部による監視でＡ／Ｄ変換部からの出力信号レベルが大きいときには可変レベル調整部によりＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルを低下させるレベル制御部と、を備えたことを特徴とする信号検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の信号検出回路において、
バンドパスフィルタ部から信号検出部へ入力される信号を可変にレベル調整する第２の可変レベル調整部を備え、
レベル制御部は、前記可変レベル調整部によるＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルの調整と逆のレベル調整を第２の可変レベル調整部に行わせることを特徴とする信号検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トーン信号などを検出するために通信機器などに用いられる信号検出回路に関し、特に、信号の検出精度を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信機器、放送機器、伝送機器などといった情報通信分野の機器では、種々な目的でトーン信号が用いられている。例えば、通信機器では、回線が通じていることを確認させるために発生させるルートトーン、回線使用時に発生させるビジートーン、回線を通して通話するときに発生させるプレストーンなどがあり、これらはそれぞれ異なる周波数のトーン信号である。
【０００３】
周波数の異なる３種類のトーン信号を検出するトーン信号検出回路の一例を図２を参照して説明する。
入力端子１１から入力されたアナログ信号は、アッテネータ（ＡＴＴ）１２によって信号レベルを減衰された後、Ａ／Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換されてデジタル信号処理部１４に入力される。
なお、アッテネータ１２による減衰量は、入力端子１１から入力される信号レベルの最大値とＡ／Ｄ変換器１３の入力レンジとにより予め設定されている。
【０００４】
デジタル信号処理部１４に入力されたデジタル信号は、３種類のトーン信号周波数に対応したバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５―１、１５―２、１５―３に入力され、これらバンドパスフィルタからの出力に基づいて、信号検出部１６―１、１６―２、１６―３がそれぞれのトーン信号の有無を判別する。
なお、信号検出部１６―１、１６―２、１６―３は、入力された信号レベルの平均値が所定の基準値以上であれば対応するトーン信号を検出したと判定し、基準値より低いときには当該トーン信号を不検出と判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような信号検出回路にあっては、入力端子１１から入力される信号のレベルが過大となってしまうと、信号検出部１６―１、１６―２、１６―３によってトーン信号の誤検出を生じてしまうという問題があった。すなわち、入力端子１１からの入力信号レベルが図３（ａ）に示すようにＡ／Ｄ変換器１３の入力レンジに対して過大となってしまうと、Ａ／Ｄ変換器１３の出力信号の波形が飽和して同図（ｂ）に示すようなつぶれた波形となってしまい、この影響で信号検出部１６―１、１６―２、１６―３が誤検出を生じてことがある。
【０００６】
このような誤検出を回避するために、アッテネータ１２の減衰量を予め設計して設定しているが、同時に重畳されるトーン信号の最大数が変わると入力端子１１からの入力信号レベルが変わってしまうなど、実用上では最適な減衰量を設定することが困難であった。このため、アッテネータ１２の減衰量を適宜調整して設定するといった煩雑な作業も必要となっていた。
【０００７】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、Ａ／Ｄ変換部への入力信号レベルを常に最適に自動調整して、正確な信号検出を実現することを目的としている。
なお、本発明の更なる目的は以下の説明において明らかなところである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号からバンドパスフィルタ部により所定の周波数成分を抽出し、抽出された所定周波数成分のデジタル信号から信号検出部により所望の信号の有無を検出する信号検出回路であって、更に、Ａ／Ｄ変換部へ入力されるアナログ信号を可変レベル調整部により可変にレベル調整するようにして、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル信号レベルを出力監視部により所定の基準値と比較して監視し、出力監視部による監視でＡ／Ｄ変換部からの出力信号レベルが大きいときにはレベル制御部が可変レベル調整部によりＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルを低下させる信号検出回路である。
【０００９】
例えば、図３（ｂ）に示すように過大な入力によってＡ／Ｄ変換部の出力波形がつぶれ、その出力レベルの平均値が正常時より大きくなってしまう場合には、可変レベル調整部によりＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルが低下させられ、Ａ／Ｄ変換部の入力レンジに収まるようになる。したがって、以降のバンドパスフィルタ部及び信号検出部による処理が正常になされ、誤検出のない正確な信号検出がなされる。
なお、可変レベル調整部による入力信号レベルの低下処理には、例えば、可変レベル調整部として可変アッテネータを用いて、Ａ／Ｄ変換部からの出力信号レベルが所定の基準値より大きくなってしまう程度に応じて、当該可変アッテネータの減衰量を制御するようにすればよい。
【００１０】
本発明に係る信号検出回路では、バンドパスフィルタ部から信号検出部へ入力される信号を可変にレベル調整する第２の可変レベル調整部を設け、レベル制御部は、前記可変レベル調整部によるＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルの調整とは逆のレベル調整を第２の可変レベル調整部に行わせるようにしてもよい。これにより、Ａ／Ｄ変換部への入力に際してレベル調整した入力信号を、元のレベル状態に復帰させて信号検出を行うことができる。
【００１１】
なお、本発明に係る信号検出回路では、レベル制御部は、出力監視部による監視でＡ／Ｄ変換部からの出力信号レベルが小さいときには可変レベル調整部によりＡ／Ｄ変換部への入力信号レベルを増大させるようにしてもよい。例えば、可変レベル調整部として可変増幅器を用いて、入力信号レベルが予定より過小である場合に、これを増幅して誤検出のない正確な信号検出を実現するようにしてもよい。また、これに対応して、第２の可変レベル調整部を設ける場合には、これを可変アッテネータとして、可変増幅器による増幅を補う減衰を施して元の信号レベルで検出処理がなされるようにしてもよい。
【００１２】
また、本明細書では本発明をトーン信号の検出を例にとって説明するが、本発明はトーン信号以外のアナログ信号の検出にも勿論適用することができる。
また、本発明は通信機器以外にも種々な電子機器のアナログ信号検出回路として適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図１には、本発明の一実施例に係るトーン信号検出回路を示してある。
図示のように、信号入力端子１は可変アッテネータ２の入力端に接続され、可変アッテネータ２の出力端はＡ／Ｄ変換器３の入力端に接続され、Ａ／Ｄ変換器３の出力端はデジタル信号処理部４へ接続されている。
本例では、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号レベルに応じてＡ／Ｄ変換器３への入力信号レベルを低下させる処理を行っており、可変アッテネータ２が可変レベル調整部に相当する。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器３の出力端はバンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３の入力端にそれぞれ接続され、バンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３の出力端はゲイン調整部８―１、８―２、８―３の入力端にそれぞれ接続され、ゲイン調整部８―１、８―２、８―３の出力端は信号検出部９―１、９―２、９―３の入力端にそれぞれ接続されている。
ここで、バンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３は検出対象とする３種類のトーン信号周波数を抽出すべく通過周波数が設定されている。また、ゲイン調整部８―１、８―２、８―３は、後述するレベル制御下で、可変アッテネータ２による減衰量を補う増幅を行うものであり、第２の可変レベル調整部に相当する。
【００１５】
また、Ａ／Ｄ変換器３の出力端はＡ／Ｄ出力監視部５の入力端に接続され、Ａ／Ｄ出力監視部５の出力端は信号検出部９―１、９―２、９―３の制御入力端とレベル制御部６の入力端とに接続され、レベル制御部６の出力端は可変アッテネータ２の制御入力端とゲイン調整部８―１、８―２、８―３の制御入力端とに接続されている。
【００１６】
Ａ／Ｄ出力監視部５は、Ａ／Ｄ変換器３から出力された信号レベルの平均値を算出し、その値が予め設定された基準値より大きいか小さいかに応じた制御信号をレベル制御部６へ出力する。
なお、本例のＡ／Ｄ出力監視部５は、適用機器のトーン信号検出間隔として要求される或る時間幅での平均値を算出して、当該平均値をＡ／Ｄ変換器３の入力レンジに収まるべく設定した基準値とを比較する処理を当該時間幅毎に繰り返し行って監視するが、Ａ／Ｄ出力監視部５により瞬時の出力信号レベルと基準値とを比較判定する処理を常時行うようにしてもよい。
【００１７】
レベル制御部６は、Ａ／Ｄ出力監視部５から入力される制御信号に応じて可変アッテネータ２の減衰量を調整する制御信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号レベルの平均値が前記基準値より大きい場合には可変アッテネータ２の減衰量を増大させて、Ａ／Ｄ変換器３への入力信号レベルを低下させる。
なお、本例のレベル制御部６は、所定の幅で可変アッテネータ２の減衰量を増大させ、前記監視時間幅毎にこれを繰り返すことにより可変アッテネータ２の減衰量を段階的に増大させるが、この減衰量の調整方法は、例えば、最初は増大幅を大きくしその後は増大幅を徐々に小さくする、制御履歴より学習して入力レンジにの収まるべき信号レベルへ一気に減衰させるなど、種々な方法を採用することができる。
【００１８】
次に、トーン信号検出処理とともに本例を更に詳細に説明する。
信号入力端子１から入力されたアナログ信号は、可変アッテネータ２により減衰されてＡ／Ｄ変換器３に入力される。なお、可変アッテネータ２の減衰量は初期設定では最小にしておく。
Ａ／Ｄ変換器３に入力されたアナログ信号はデジタル信号に変換されてバンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３に入力され、バンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３により当該デジタル信号から所定の周波数成分（すなわち、所定のトーン信号成分）のみが抽出されてゲイン調整部８―１、８―２、８―３に入力される。
【００１９】
ゲイン調整部８―１、８―２、８―３では、レベル制御部６からの制御信号に応じて、入力された周波数成分信号を可変アッテネータ２で減衰された分だけ増幅して、信号検出部９―１、９―２、９―３へ入力する。すなわち、信号検出部９―１、９―２、９―３に入力される信号は、ゲイン調整部８―１、８―２、８―３の増幅によって信号入力端子１への入力時のレベルに回復する。
信号検出部９―１、９―２、９―３では、ゲイン調整部８―１、８―２、８―３から入力された信号レベルの平均値を算出し、その値が予め設定された閾値以上であれば対応するトーン信号を検出したと判定し、閾値より小さい場合には対応するトーン信号を検出しないと判定する。
【００２０】
このような基本的な信号検出処理において、Ａ／Ｄ出力監視部５では、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号のレベルの平均値を基準値と比較して、基準値より大きい場合には当該出力信号波形が飽和してしまっているのでＡ／Ｄ変換器３への入力信号レベルが過大であると判定する一方、基準値より小さい場合には入力信号に重畳されているトーン信号の種類が予定の数より少ないなどの理由で入力信号レベルが小さいと判定する。そして、このようにＡ／Ｄ変換器３への入力信号が過大又は小さいと判定したときには、Ａ／Ｄ出力監視部５はその判定情報を制御信号としてレベル制御部６及び信号検出部９―１、９―２、９―３へ出力する。
【００２１】
なお、Ａ／Ｄ出力監視部５に設定する基準値は、Ａ／Ｄ変換器３の入力レンジ幅に対応した幅をもった値としてもよく、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号レベル平均値が基準値の幅の最大値より大きいときにＡ／Ｄ変換器３への入力信号レベルが過大であると判定し、また、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号レベル平均値が基準値の幅の最小値より小さいときにＡ／Ｄ変換器３への入力信号レベルが小さいと判定して、可変アッテネータ２の減衰量を調整制御するようにしてもよい。
【００２２】
信号検出部９―１、９―２、９―３では、上記のように入力信号レベルが過大である旨の制御信号がＡ／Ｄ出力監視部５から入力されると、この過大な入力信号レベルによる誤検出を回避するために、当該制御信号入力時の検出判定処理を行わず（または、検出判定結果を採用せず）、当該制御信号入力時の直前に検出判定した結果を採用する。なお、この検出判定結果は、それぞれの信号検出部９―１、９―２、９―３から適用機器の所要回路へ出力されたり、それぞれの信号検出部９―１、９―２、９―３に保持されて適用機器の所要回路から参照される。
【００２３】
レベル制御部６では、上記のように可変アッテネータ２に対する減衰量の調整制御に加えて、可変アッテネータ部２による減衰量に応じたゲイン調整部８―１、８―２、８―３による増幅量の調整制御も行い、可変アッテネータ２による減衰量とは逆の増幅を行わせる制御信号をゲイン調整部８―１、８―２、８―３に入力する。
【００２４】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器３への入力信号レベルが過大であるときには可変アッテネータ２の減衰量を増やしていくことで当該入力信号レベルを低下させ、更には、入力信号レベルが前記基準値より小さいときにはその時点の可変アッテネータ２の減衰量を減らしていくことで当該入力信号レベルを上げて、当該入力信号レベルがＡ／Ｄ変換器３の入力レンジに収まるようにしているが、レベル制御部６は可変アッテネータ２で減衰させた分を増幅させる制御信号をゲイン調整部８―１、８―２、８―３に入力して、信号検出部９―１、９―２、９―３に入力される信号を入力端子１に入力された元のレベルに復帰させる。
例えば入力信号に比較的小さなレベルのトーン信号が重畳されている場合では、可変アッテネータ２で減衰させると当該トーン信号のレベルが更に小さくなり、そのままで検出を行うと十分な検出レベルが得られずに誤検出を生じてしまうことが懸念されるが、減衰を補う増幅を行うことによりこのようなトーン信号も正確に検出することができる。
【００２５】
なお、上記実施例では３種類のトーン信号を検出する例を示したが、バンドパスフィルタ部７―１、７―２、７―３、ゲイン調整部８―１、８―２、８―３に入力して、信号検出部９―１、９―２、９―３は、検出する信号の種類に応じて設ければよく、また、これらは別個な機能部とせずとも、共用できるものは複数種類の信号で共用する構成としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、Ａ／Ｄ変換部に入力される信号レベルを可変レベル調整部で調整し、当該入力信号がＡ／Ｄ変換部の入力レンジに収まるようにしたため、例えば、入力信号に重畳されるトーン信号の数が変化したり、入力信号に音声信号が重畳されるなどにより、入力信号のレベルが変動した場合でも、検出対象としている信号を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るトーン信号検出回路を示す図である。
【図２】従来のトーン信号検出回路を説明する図である。
【図３】Ａ／Ｄ変換器の入力信号波形と出力信号波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１：入力端子、  ２：可変アッテネータ（可変レベル調整部）、
３：Ａ／Ｄ変換器、  ５：Ａ／Ｄ出力監視部、
６：レベル制御部、  ７―１、７―２、７―３：バンドパスフィルタ部、
８―１、８―２、８―３：ゲイン調整部（第２の可変レベル調整部）、
９―１、９―２、９―３：信号検出部、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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