FREQUENCY GENERATOR FOR GENERATING SIGNALLING FREQUENCIES IN A MULTIFREQUENCY TELEPHONE APPARATUS

Abstract: 1. Frequency generator for generating signalling frequencies in a multifrequency telephone apparatus comprising a quartz oscillator (1) ; a first frequency divider (2) which is connected to the quartz oscillator (1) and has a fixed divisor ; a frequency divider (3, 4) which is connected to the first frequency divider (2) and has an integral divisor which can be set by a programming network (7) for generating frequencies selected through the programming network (7) ; and a digital/analog converter comprising a fourth frequency divider (5) with a fixed divisor, and a weight network (6) connected to the steps of the fourth frequency divider (5) for forming step-shaped signals of approximate sine wavefrom ; characterized in that the frequency divider (3, 4) with a settable integral divisor comprises and AND member (37) and an auxiliary flip-flop (4) as last step ; in that the output of the flip-flop (4h via 43h) is connected to a first input of the AND member (37) ; in that at least one further input of the AND member (37) is connected to the output of a divider step (31, 32) preceding the auxiliary flip-flop (4h) ; and in that the output of the AND member (37 via 341) is connected to the reset input of the auxiliary flip-flop (4h), and, controlled by the programming network (7 via 731, 732, 741, ..., 74p), to the set or reset input of at least one divider step (31, 32, 41, ..., 4p) preceding the auxiliary flip-flop (4h).

Description: Tongenerator zur Erzeugung von Signalfrequenzen in einem MFV-Fernsprechapparat" Die Erfindung betrifft einen Tongenerator zur Erzeagung von Signalfrequenzen in einem MFV-Fernsprechapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten art. MFV-Fernsprechapparate arbeite nach dem Mehrfrequenzeo wahlverfahren (MFV) und geben beim Drücken einer Wahlzif- fer jeweils zwei Signalisierungsfrequenzen ab, von die eine unter 1 kHz und die andere über 1 --z liegt. Äs Signalisierungsrequenzen sind gemäss dem Com. I des C.C.I.T.T. die Frequenzen 697, 770, 852 und 941 Hz und 1204, 1336, 1477 und 1633 Hz vorgesehen. Die Frequenzgenauigkeit soll besser als 1,5 % sein un Pegel der Summe aller höheren Harmonischen soll um wevig- stens 20 dB niedriger sein als der Pegel der Grundwelle Ein Tongenerator der eingangs genannten Art ist beispiele weise aus der DE-AS 2 328 992 bekannt. Er hat jedoch den Nachteil, dass er von einer speziellen Oszillatorfrequenz, nämlich 221,8 kHz ausgeht und somit spezielle quarze erfordert. Der bekannte Tongenerator hat ausserdem recht auf- wendige Frequenzteiler und somit einen relativ hohen Strom- verbrauch und sein Bewertungsnetzteil enthält zahlreiche Stromquellen, die bei kleinsten Störungen in dem das Ge- wichtsnetzwerk steuernden Frequenzteiler oder im Gewichts- netzwerk selbst die Gefahr unzulässiger Oberwellen, insbesondere der zweiten Harmonischen varursachen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll versucht wer- den, für den Frequenzteiler einen billigen und trotzdem zuverlässigen und überall verfügbaren Quarz vorzusehe T'd den Aufwand für den Tongenerator ohne Qualittseinbusse und höheren Stromverbrauch zu verringern. Die Aufgabe wird beim Tongenerator der eingangs genan-ten Art durch die in kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gegebenen Nerknale gelöst. Dadurch, dass die Impulsoszilla- torfrequenz mit 4,1911 MHz gewählt ist, können in vontailafter Weise überall erhältliche 4,194304 MHz-Unrenquarze für die Tongeneratoren benutzt werden, die in Serlenreso- nanz betrieoe:i auf etwa 4,1911 MHz schwingen. Diese Cuar z sind äusserst frequenzstabil und weitgehend unabhängig von Temperaturschwankungen und da sie in grossen Stückzahlem nergestellt werden, sind sie kostengünstig und leicht beschaffbar. Der zweite Frequenzteiler mit einem auf die Teilungsfakto- ren 3 oder 4 umschaltbaren Divisor bringt den Vorteil lt sich, dass der nachfolgende dritte Frequenzteiler äusserst stronsparend aufgebaut werden kann und die von diesem e- zeugten Frequenzen mit einer Genauigkeit von besser 0,1 56 auf den Sollwert eingestellt werden können Obwohl nach den C.C.I.T.T.-Vorschriften für die Signalisierungs- frequenzen eine Toleranz von + 1,5 56 zugelassen sind, 1:: : es für die sichere Erkennung der Signalisierungsfrequenzen im Sprachfrequenzband des Fernsprechapparates durch integrierte, nach dem Korrelationsprinzip arbeitende Tonwahlempfänger güngstiger, die Frequenztoleranzen auf unter 0.2 zu begrenzen. Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 hat tro der Verwendung einer Hilfskippstufe und eines zusätzliche und-Gliedes den Vorteil, dass der Teilerstrom gegenüber na dem Stand der Technik aufgebaute Teiler um den Faktor 3 r duziert werden kann. Die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 bis 5 ermöglichen eine einfache Programmierbarkeit des Tei- lungsfaktors. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass sie gemä Anspruch 6 mit einem Gewichtsnetzwerk arbeitet, das ledig lich 3 Stomquellen aufweist und welches durch die Wahl der Teilströme eine vorteilhafte Unterdrückung der Oberwellen gestattet. Selbst bei fertigungsbedigter Ungenauigkeit der einzelnen Teilströme können bei dieser --- der Bildung stufenförmiger Signale mit angenäherter Sinuevorlenform niemals zweite Oberwellen entstehen, die besonders als Störfrequenzen allein oder in Mischprodukten den Wahl tonempfang stören. In vorteilhafter Weise sind die Stufen des stufenförmigen Signals so aus Einzelströmen rusammengesetzt, dass die Stufenhöhen oberhalb und unterhalb cas Gleichstrommittelwertes des sinusförmigen Signals durch die gleichen Stromquellen gebildet werden und dadurch s-- deckungsgleiche Sinushalbwelien entstehen. Aus diesen C-r: den wird das stufenförmige Signal mittels eines durch 12 teilenden Frequenzteilers aus 12 Stufen zusammengesetzt. Die übrigen Frequenzteiler sind an die Taktfrequenz dies Frequenzteilers und an die Impulsoszillatorfrequenz von 4,1911 MHz anzupassen. Die Erfindung zeigt eine Lösung, diese Anpassung mit möglichst wenig Strom erfordernden Kippstufen auszuführen. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: FIG. 1 Blockschaltbild des Tongenerators nach Qer E r findung; FIG. 2 Schaltbild des mit einem auf die Teilungsfakto- ren 3 oder 4 umschaltbaren zweiten Frequenztei- lers; FIG 3 Schaltbild zur Erläuterung des Schaltbildes nach FIG. 2; FIG. 4 Schaltbild des dritten, auf belIebige Teilungs- faktoren einstellbaren Frequenzteilers; FIG. 5 Schaltbild eines Modulo-M-Zählers mit extrem niedrigem Stromverbrauch; FIG, 6 Aufbau des sinusförmigen Stufensignale nach der Erfindung; FIG. 7 Stufensignal bei einem fehlerhaften Stro-gene- rator; FIG. 8 Prinzipschaltbild des Programiernetzwerkes. FIG. 1 zeigt die Schaltung eines Tongenerators wie sie zur Erzeugung von Signalisierungsfrequenzen in einem l'- ern- sprechapparat verwendet werden kann. Sie umfasst eine, pulsoszillator 1, einen an dem Impulsoszillator 1 rre schlossenen ersten Frequenzteiler 2, einen zweiten und dritten Zähler 3 und 4 mit von einem Programmiernetzwerk 7 einstellbarem ganzzahligem Divisor zur Erzeugung der aus- gewählten Signalisierungsfrequenz aus der Impulsoszillator- frequenz. An dem Frequenzteiler ist ein Digital/Aualog- setzer angeschlossen, der einen konstanten durch 12 teilenden vierten Frequenzteiler 5 enthält und ein an die tu- fen des vierten Frequenzteilers 5 angeschlossenes Ge@ichts netzwerk 6 zur Bildung stufenförmiger Signale mit angerä herter Sinuswellenform, d. h. die Stufenhöhe sind so gewählt, dass die stufenförmigen Snussignale theoretisch keine Oberwellen bis zur 11. Harmonischen entLalten. In vorteilhafter Wese arbeitet der Impulsoszillater 1 mit einer Frequenz von 4,1911 MEz, also einer Frequenz, --, der die meisten 4, 194304 MHz-Uhrenquarze in Serienr ohne zusätzlichen Kondensator schwingen. Um mit niedrigen Verlustleistungen und Insbesondere nie- drlgem Betriebsstrom auszukommen, ist die Schalting in der integrierten Injektionslogik (I2L) ausgelegt. Für eine Teilerstufe lässt sich eine Grenzfrequenz für die Arbeitsgeschwindigkeit angeben, oberhalb der sie nicht mehr anspricht oder falsche Teilungsergebnisse liefer In der integrierten Injektionslogik ist diese Grenzfre- quenz in weiten Bereichen proportional zum Inektions- strom, weil dieser als Umladestrom für die Sperrschicht- kapazitäten auftritt und damit ihre Umladegeschwindigkeit bestimmt. Um nun zu niedrigen Betriebsströmen zu kommen, wurde als erster Schritt zwischen dem Impulsoszillator 1 und den Frequenzteilem 3 und 4, welche mit einstellbarem ganzzahligem Divisor arbeiten, ein durch 8 teilende B-ecuenste-- ler 2 geschaltet. Die Inektionsströme der Translstoron der Kippstufe des durch 8 teilenden Frequenzteilers 2 sind so abgestuft, dass Kippstufen einen der Kppfrequenz proportionalen Injektionsstrom erhalten. Der Frequenzteiler mit einstellbarem ganzzahligem Divisor besteht aus einem zweiten Frequenzteiler 3 mit eire auf die Teilungsfaktoren 3 oder 4 durch eine Umschaltlaitung U schaltbaren Divisor und einem dritten Frequenztelier 4. Beide Frequenzteiler werden vom Progrann.iernetzwerk 7 gesteuert. Der Frequenzteiler mit einstellbarem ganzzahligem Divisor hat die Aufgabe, die Ausgangsfrequenz 523887,5 Hz des durch 8 teilenden Frequenzteilers 2 auf die 12-fache So-l- frequenz herunterzuteilen. Sein Telungsfaktor TF russ z,B. für eine Sollfrequenz von 697 Hz sein: TF = 523 887,5 Ez / (12.697 Hz) = 62,636 Der Teilungsfaktor liegt folglich zwischen 62 und 63. Von den 12 Stufen des sinusförmigen Treppenstufensignals -üS sen also einige Stufen länger als 62 Takte sein. Da 0,636 ungefähr = 8/12 ist, müssen 8 Stufen 63 Takte wird die restlichen 4 Stufen 62 Takte umfassen. Allgemein ist: A + B/12 = ((12 - B)(A) + B (A + 1)) / 12 wobei A der ganzzahlige Anteil des Teilungsfaktors @d zur der ganzzahlige Anteil des gebrochenen Teilungsfakters Ln 12tel ist. Für (12 - B) Stufen der sinusförmigen Treppenkurve müssen die beiden Frequenzteiler 3 und 4 folglich durch A und für B Stufen durch CA + 1) dividieren. 3ei dieser Methode erhält man für die zu erzeugenaen Ten- frequenzen fs des FV-Systems folgende Teilunsfaktoren und Abweichungen f/fs in Prozent von der Sollfrequenn: Tabelle 1 fs A B #f/fg 697 Hz 62 8 -0,05 % 770 :- 56 8 +0,05 852 " 51 3 -0,02 941 " 46 5 -0,05 1209" 36 2 +0,07 1336 @ 32 8 +0,03 1477 " 29 7 -0,09 1633 " 26 9 -0,06 Das um 1 unterschiedliche Teilungsverhältnis wird nun vorteilhafter Weise ohne erheblichen Aufwand dadurch er- reicht, dass der zweite Teiler 3 ein von 3 auf 4 umsteuer- bares Teilerverhältnis hat. Beispielsweise wird er für den Teilungsfaktor 62,636 rt A = 62 und B = 8 so gesteuert, dass er bei B = 8 möglichst gleichmässig über der sinusförmigen Treppenkurve verteil- ten Stufen durch 4 und bei den restlichen 12 - .3 = 4 Stufen durch 3 dividiert. Der Frequenzteiler 3 ist in FIG. 2 ausführlich dargestellt und soll zunächst anhand der FIG. 3 näher erläutert werden. Wie FIG. 3 zeigt, besteht der zweite Frequenzteiler aus 2 aufeinanderfolgenden bistabilen Kippstufen 31 und 32 nit je einem Redingungseingang D. Derartige Kippstufen waraen auch als D-Flip-Flop bezeichnet. Der D-Eingang des zwei- ten Flip-Flops 32 ist mit dem invertierenden Ausgang # des ersten Flip-Flops 31 verbunden. Ebenfalls miteinander verbunden sind die beiden mit T bezeichneten Takteingänge der Flip-Flops. Zwischen den D-Eingang des ersten Flip-Flops 31 und ne invertierenden Ausgang des zweiten Flip-Flops 32 ist ein erstes NAND-Glied 33 geschaltet, dessen Ausgang mit nen D-Eingang des ersten Flip-Flops 31 und dessen erster Ein- gang mit dem invertierenden Ausgang des zweiten wllp-xlcms 32 verbunden ist. Zwischen den invertierenden Ausgang das ersten Flip-Flops 31 und dem ersten NAND-Glied 33 ist ein zweites NAND-Glied 360 geschaltet, dessen Ausgang m t den zweiten Eingang des ersten NAND-Gliedes 33, dessen erster Eingang mit dem invertierenden Ausgang des ersten wlip- Flops 31 und dessen zweiter Eingang mit der Umschaltlei- tung U verbunden ist. Die Tabelle 2 zeigt, dass je nach Pegel der Umschaltleitung U der Frequenzteiler, falls U = 1 (hoher Pegel) nacn 3 Eingangstakten und, falls U = O (niedriger Pegel) nach 4 Eingangstakten wieder den Ausgangszustand erreicht urd aamit in Abhängigkeit vom Pegel der Umschaltleitung U entweder durch 3 oder durch 4 dividiert. Tabelle 2 U 31 32 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 O O O O 0 1 0 1 1 Wie FIG. 2 zeigt, ist dort die Schaltung nach FIG. 3 ent- halten, jedoch mit einigen Zusatzelementen. So entspricht dem NAND-Glied 360 der FIG. 3 in FIG. 2 das NAND-Glied 3o. Jedoch hat das NAND-Glied 36 insgesamt 3 Eingänge, so dass hier die Umschaltung des Frequenzteilers auf den Teilangs- faktor 3 nur dann erfolgt, wenn die zum 3. Eingang des NAND-Gliedes 36 führende Leitung 43n, die, wie der FIG 4 zu entnehmen ist, am Ausgang einer Hilfskippstufe 4l ane- schlossen ist, gemeinsam mit der Umschalteleitung U einen hohen Pegel aufweist. Die weiteren in FIG. 2 dargestellten UND-Glieder 311 und 321 dienen zum Voreinstellen des zweiten Frequenzteilers 3 nach weiteren Kriterien, die im folgenden in Verbindung mit dem dritten Frequenzteiler 4 erläutert werden. tblicherweise werden Frequenzteiler mit einstellbaren Teilungsfaktoren so realisiert, dass beim Kippen der letz- ten Kippstufe der Teilerkette (11111#00000) einzelne Kippstufen auf einen Wert K voreingestellt werden, von den dann wieder bis zum Höchstwert des Zählers 2N gezählt wird, so dass die Zählperiode 2N - K ist. Bevor der nächste nin- gangsimpuls as Eingang der Kette erscheinen darf, nss der ganze Voreinstellvorgang einschliesslich des Durchlaufs des Signals durch alle Kippstufen beendet sein. Das erfordert schnelle Kippstufe mit hohem Stromverbrauch. Der erfindungsgemässe Frequenzteiler mit einstellbarer ganz- zahligem Divisor ist in FIG. 4 in Verbindung mit FIG. 2 dar- gestellt. Er besteht aus N bistabilen Kippstufen 41, 42,..., 4p sowie aus den Kippstufen 31 und 32 der FIG. 2 und ent- hält als letzte Stufe eine Hilfskippstufe 4h. Der Ausgang der Hilfskippstufe 4h ist über Leitung 43h nlt einem ersten Eingang eines UND-Gliedes 37 (FIG. 2) verbun- den. Mindestens ein weiterer Engag des UND-Gliedes 37 ist an dem Ausgang einer der Hilfskippstufe 4h vorangehen- den Teilerstufe - im Ausführungsbeispiel sind das die nichtinvertierenden Q-Ausgänge der bistabilen Kippstufe 31 und 32 der FIG. 2 - angeschlossen. Der Ausgang des UND-Gliedes 37 ist über Leitung 341 nit dem Reset-Eingang der Hilfskippstufe 4h (FIG. 4) und mindestens mit dem Set- oder Reset-Eingang einer der -ilfs- kippstufe.4h vorausgehenden Teilerstufe verbunden. In Aus- führungsbeispiel sind dies die Reset-Eingänge der Kippstufen 31 und 32 der FIG. 2 und die Set-Eingänge der KIpp- stufen 41 und 4p. Weitere Anschlüsse an Set- oder Reset- Eingängen wurden in FIG. 4 zur besseren Übersicht nicht dargestellt. Zwischen dem UND-Glied 37 und den zu Set- oder Re set-Ein- gängen vorangehender Teilerstufen führenden Leitungen sind weitere UND-Glieder 311, 321, 411,...,4p1 geschaltet, deren zweite Eingänge über die leitungen 731, 732 bz-E. 71, ., 74p mit Ausgängen des Programmiernetzwerkes 7 verbunden sind. Zur Erläuterung der Funktion des Frequenzteilers mit ein stellbarem ganzzahligem Divisor wurde das vorteilhafte Schaltungsprinzip in FIG. 5 vereinfacht dargestellt. 13 Schaltung der FIG. 5 entspricht im Prinzip der in den guren 2 und 4 dargestellten. Die den bistabilen Kppetufen 41 bis 4h entsprechenden Kippstufen sind hier mlt 91 bis 94 bezeichnet. Die Stufe 9h entspricht der Hilfskippstufe 4h. Deren Ausgang führt u. a. zum UND-Glied 97, we'c^-es eine dem UND-Glied 37 in FIG. 2 entsprechende Funktion aus führt. Die Schaltung hat den Vorteil, dass sie mit langsamen S stufen und daher mit wenig Stromverbrauch betmieDsc arbeitet, obwohl sie eine Hilfskippstufe 9h und e&num;TD" Glied 97 mehr erfordert als rückgekoppelte, als Frequez- teiler verwendete Zähler. Bei der erfindungsgemässer Schaltung wird der Zähler erst dann auf einen gewünschten Wert gesetzt, wenn die ersten Stufen des Zählers bereit schon über den Zählerstand 0 hinaus ge zählt haben. Der Zähler der FIG. 5 zählt beispielsweise bis 13. Bei diesem Zähler wird also nicht die Umkippflanke der Kipp- stufe 94 (Q-Ausgang) zum Voreinstellen der Stufen 91 und 93 verwendet, sondern die Stufe 94 setzt die Hilfskipp- stufe 9h auf Q P 11 Dadurch wird das UND-Glied 97 vo-be- reitet, das beim Erreichen der Signalkombination Q = 1 der Stufen 91 und 92 an dem Reset-Eingang der Stufe 91 und dem Set-Eingang der Stufe 93 die Voreinstellimpulse weitergibt. Tabelle 3 zeigt die Pegel der einzelnen stefan in den aJesentlichsten Zählerschritten. Tabelle 3 Nr. W 91 92 93 94 9h 15 1 1 1 1 0 o O 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 2 2 0 1 0 0 1 3 (3) (1 1 0 0 1) 6 0 1 1 0 0 4 7 1 1 1 0 0 12 15 1 1 1 1 O 13 0 0 1 1 1 0 usf. Der Zählbereich des in FIG. 5 dargestellten Zählers und damit der Teilungsfaktor der Anordnung ist 16 - 3 = 13. Wie aus der Tabelle ersichtlich, erreicht der Zähler beim Übergang vom Zählerstand W = 15 auf W = O in den Klppstu- fen 92 bis 94 infolge ihrer Trägheit noch nicht die O-Stellung. Diese wird in den Kippstufen 92 und 93 erst dann erreicht, wenn der Zähler bereits bis 1 und in der K stufe 94, wenn er bereits bis 2 weitergezählt hat 3ein Zählerstand 2 ist auch bereits die Hilfskippstufe 9h von der Kippstufe 94 umgesteuert, so dass beim folgenden Zäh- lerstand 3 das UND-Glied 97 die Voreinstellung zum Zähler -stand 6 bewirkt. Die weiteren Zählschritte verlauf an nor- mal, so dass hierauf nicht näher eingegangen wird. Gegenüber Zählschaltungen nach dem Stand der Technik (ohne U Glied und Hilfskippstufe) konnte durch das in FIG. gezeigte erfindungsgemässe Prinzip der Stronverbrauch ar etwa den Faktor 5 des Zählers und damit des Teilers ver- ringert werden. In FIG. 2 entspticht dem UND-Glied 37 das UND-Glied 97 und in FIG. 4 der Hilfskippstufe 4h die Hilfakipostufe 9h Reset- und Set-Eingange des UND-Gliedes 37 werden jedoch in FIG. 2 über UND-Glieder 31,, 321 und in FIG. 4 über de UND-Glieder 411,...,4p1 den jeweiligen Kippstufe zugafübrt. Die zweiten Eingänge dieser UND-Glieder sind nit dem Programinernetzwerk 7 über die Steuerleitungen 731, 732 (FIG. 2) und 741,..., 74p CFIG. 4) verbnden, um den jeweils ge- wünschten Teilungsfaktor über diese Leitungen einzustellen Tabelle 4 zeigt nun die wesentlichsten Vorgänge in Tei- lerstufen 31, 32, 41 und 4p in Abhängigkeit von de- Stellung der Hilfskippstufe 4h und dem Signal auf der Umschaltleitung U (Umschaltsignal) für einige aufeInanderfolgende mit au- fender Nummer versehene Eingangstakte der Stufen 31 und 32. Die Teilerstufen 42 bis 4(p - 1) sind für diese Setrachtung nicht wesentlich und wurden daher in der Tabelle nicht wei- ter berücksichtigt. Tabelle 4 Nr. 31 32 41 4p 4h U 1 1 1 1 ... 1 0 1 2 1 0 0 1 0 1 3 0 0 0 0 1 1 4 (1 1 0 0 1) 1 1 0 1 1 0 11 1 1 1 ... 1 0 0 12 1 0 .0 1 0 0 13 0 0 0 0 1 0 14 0 1 0 0 1 0 15 (1 1 0 0 1) 0 1 0 1 ... 1 0 0 16 0 0 1 1 0 0 17 0 1 1 1 O 0 18 1 1 1 1 0 0 19 1 0 0 1.. 1 0 0 20 0 .0 1 1.. 1 0 0 Es wird angenommen, dass zunächst beim Takt Nr. 1 alle Tei- lerstufen ein der logischen '!1" entsprechendes Signal an ihren Q-Ausgängen haben. Beim Takt Nr. 2 hat Stufe 32, wie bereits zu Tabelle 2 erläutert, von "1" nach "0" gewechsalt und dieser Wechsel veranlasst die folgenden Stufen 41 bis 4z nacheinande auf "O" zu kippen. Wenn die Stufe 4p auf "C" kippt, steuert sie die Hilfskippstufe 4h auf "1" und damit in Vorbereitungsstellung für das UND-Glied 37 in FIG. 2. Inzwischen haben die Stufen 31 und 32 bereits den Takt Nr. 2 verarbeitet, so dass beim Takt Nr. 3, wenn die Stufen 31 und 32 das Signal tiOt! annehmen, das UND-Glied 35 in FIG. 2 tä- tig wird. Diesem UND-Glied 36 wird ja das Umschaltsignal U, das Hilfskippstufensignal 43h der Stufe 4h und von aar Stufe 31 bei Q ä 0 das Signal Q 3 1 zugeführt. Das UND- Glied 36 kann folglich rechtzeitig ein Signal abgeben, wel- ches bestimmt, ob bei Q = 0 der Stufe 31 der zweite Frequenzteiler 3 bis 3 oder bis 4 zählt. Da an den Eingängen des UND-Gliedes 33 die Signale diesmal unterschiedliche Pegel aufweisen, liegt an beiden D-min- gängen der Stufen 31 und 32 eine 1", so dass der Zähltekt Nr. 4 die Stufen 31 und 32 an den Q-Ausgäugen auf 7''1t' setzt. Damit ist aber nun das UND-Glied 37 an sämtlichen 3 Eingängen mit "1" angesteuert und über die Voreinstell- leitung 341 werden gemäss den Steuersignalen des Progmen miernetzwerkes 7 die Stufen 31 bis 4p voreingestellt, sowie die Hilfskippstufe 4h auf "O" gesetzt, wie er' u Tabelle 3 erläutert. Die auf Takt Nr. 4 folgende 2aile zeigt den Zustand der Stufen 31 bis 4h nach dieser Lin- stellung. Die Frequenzteiler 3 und 4 zählen nun weiter, bis wieder der unter Takt Nr. 1 angegebene Zus zan- erreicht ist. Selbst wenn U während der ganzen weiteren Zäblperiode auf 't1" bliebe, würde wegen Q = 0 der Hilfskippstafe 4h In Verbindung mit dem UND-Glied 36 der zweite Frequensteiler 3 nun stets durch 4 teilen. Durch passende Wahl der Signale 731 bis 74p des Progremxier- netzwerkes 7 kann auf die genannte Weise der Frequenstei- ler mit ganzzahligem Divisor beispielsweise durch 62 tei- len. Ist jedoch das Umschaltsignal auf ?:0 gesetzt, wurde bei gleichen Signalen 731 bis 74p des Programmier- netzwerkes 7 der Frequenzteiler durch 63 teilen. Das ist in Tabelle 4 ab der willkürlich gewählten Takt-Nr. 11 dar- ca gestellt. Bei Takt Nr. 11 mögen alle Stufen die gleiche AnfaSsti' lung haben wie beim vorhergehenden Beispiel bei Takt Nr. 1 d.h. sämtliche Frequenzteilerstufen hsben an ibren Q-gus gängen die logische till, die Hilfskippstufe 4n steht wie der auf "0" und das Umechaltsignal U hat diesmal einem niedrigen Pegel, also "0" Bis zum Takt Nr. 13 entsprechen sich die zu Takt 1 bis 3 genannten Vorgänge. Mit Q = O bzw. Q = 1 der Stufe 31 und 43h auf "1" gibt jedoch das NAND-Glied 36 wegen U = O a. Ausgang "1" ab. Dieses Signal bewirkt mit Q = 1 der Stufe 32 eine "0" am D-Eingang der Stufe 31. Der D-ingang der Stufe 32 erhält über Q der Stufe 31 eine "1". Folglich wird bei Takt Nr. 14 der neue Zustand der Stufe 31 eine logische "0" und der der Sufe 32 eine logische "1". Nachdem nun Q der Stufe 32 wieder "0" ist, gibt das NAND-Glied 33 eine "1" ab, so dass erst bei Takt Nr. 15 säntllcne -tu- fen 31, 32 und 4h an ihren Q-Ausgängen auf "1" sind. Da- mit werden alle Stufen, wie bereits zu Takt 4 erläutert, auf den vom Programmiernetzwerk 7 bestimmten Zustand -e- setzt, was ein Vergleich der Zeilen zu Takt 4 und Takt 5 in Tabelle 4 zeigt. Erfindungsgemäss ist jedoch diesmal ein Zähltakt mehr erforderlich gewesen, um zum gleichen Stufe zustand zu gelangen Die weiteren Takte 16 bis 20 zeigen, dass nun die Frequenz- teiler 3 und 4 mit ganzzahligem Divisor wie üblich weitere zählen, bis zum bereits unter Takt Nr. 11 gezeigten Zustand. Der Frequenzteiler teilt also für U = O-in diesem Beispiel durch 63. Aus Tabelle 4 ist auch leicht entnehmbar, dass nur während der ersten 4 Takte das Umschaltsignal U erforderlichenfal auf "1" gesetzt sein muss, also dann, wenn Stufe 31 zum erstenmal "0" wird. Für den Rest der Teilperiode kann U = 0 sein. Zur Aufwandsersparnis für den Tongenerator wurde das Gewichtsnetzwerk, welches zur Bildung der stufenförmigen Signale mit angenäherter Sinuswellenform dient, ve-ein- facht und gleichzeitig hinsichtlich der Störanfälligkeit verbessert. Hierzu ist das erfindungsgemässe c-ewiczsnetz- werk, welches die sinusförmige 12stufige Treppenkurve en- zeugt, mit nur 3 Stromquellen ausgelegt, welche Teilströ- me im Verhältnis 1 : 13 : (3 + 13) liefern. FIG. 6 und Tabelle 5 zeigen den an sich aus der Stromnich- tertechnik bekannten Aufbau der Treppenkurve. Tabelle 5 EMI17.1 <tb> Er. <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 3+ <SEP> S <SEP> Stufenhbhe/x <tb> <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <tb> <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <tb> <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> , <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1+ <SEP> < <tb> <SEP> 4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 3+ <SEP> 4 <tb> <SEP> 5 <SEP> Q <SEP> '1 <SEP> 1 <SEP> 3+2 <SEP> yC <tb> <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 4+2 <SEP> }3 <tb> <SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 4-t2 <SEP> Y <tb> <SEP> 8 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3+214 <tb> <SEP> 9 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 3+ <SEP> tv <tb> 10 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1t <tb> 11 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> , <SEP> O <SEP> 1 <tb> 12 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> 0 <tb> In der ersten Spalte der Tabelle 5 ist die Stufennummen und in den folgenden drei Spalten die logischen Zustärde der drei Teilstromquellen angegeben. Eine logische :0? bedeutet, dass die betreffende Teilstromquelle abgeschaltet und eine logische "1", dass sie eingeschaltet Ist Spalte 4 zeigt schliesslich die durch Aufsummieren der Teilströ- me der jeweils eingeschalteten Teilstromquellen sich e- gebenden Stufenhöhen, die in FIG. 6in Abhängigkeit von der Stufennummer graphisch dargestellt sind. In FIG. 7 ist gezeigt, welche Folgen es hat, wenn infolge eines Fehlers beispielsweise der den Stromwertt # liefern- de Strogenerator nur einen Stromwert der Grösse 1 liefert. Wie ersichtlich, bleibt in vorteilhafter Weise die entstehen- de Treppenkurve stets rotationssymmetrisch um den Punkt A. Die entstehenden Treppenkurven sind folglich stets frei von zweiten Oberwellen und symmetrisch um den Gleichstrezmittelwert. Das Programmiernetzwerk 7 ist in FIG. 8 vereinfacht carce- stellt. Das einer Tonwahlfrequenz entsprechende Frecaens- teilerverhältnis wird durch Schliessen jeweils eines der Kontakte El bis E4 der Nummerntasten des MFV-Femmsprech- apparates eingestellt. Das Schliessen des Kontaktes E2 lässt a bestimmten NOR-Gliodern, beispielsweise am NOR-Glied 73 eine "1" erscheinen. Dieses Signal setzt über die bereits beschriebene Leitung 74p zusammen mit einer "1' aul Xei- tung 341 die Kippstufe 4p auf Q = 1. Ebenso werden die an- deren nicht gezeigten Kippstufen zur Erzielung eines aus Tabelle 1 entnahmbaren Teilungsfaktons A eingestellt. Zur Gewinnung des Umschaltsignals U für die um einen Takt verkürzten Treppenstufen des sinusförmigen Signals gamäss FIG. 6 hat der durch 12 teilende Frequenzteller 5an jeder Stufe einen Abgriff. Diese sind über die Leitunge 51 54 mit UND-Gliedern 751 bis 754 verbunden. Die Ui'D'-GlIe- der haben jeweils mindestens 2 Eingänge, von denen jeweils der eine Eingang über einen Inverter 721 bis 724 mit einen der Kontakte El bis E4 verbunden ist. Die Ausgangssigale der UND-Glieder 751 bis 754 sind einem ODER-Glied 760 zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird als Umschsltsignal U für die zweite Teilerstufe 3 verwendet. Wird beispielsweise der Kontakt E2 geschlossen, so gibt das UND-Glied 752 und damit das ODER-Gled 760 stets dann ein Signal "1" ab, wenn die den Leitungen 51 und 52 zuge- ordneten ersten beiden Stufen des durch 12 teilenden Fre- quenzteilers auf "1" stehen. Das Umschaltsignal U = 1 be- wirkt dann für die Zählschaltung, bei denen die Signale der Leitungen 51 und 52 auf "1" liegen, die gewiivschte Verkürzung der Zählperiode des zweiten Frequenzteilers 3 um einen Takt. Durch die genannten Massnahmen hat ein Tongenerator gemäss der Erfindung den grossen Vorteil, dass er trotz des was- aufwandes von einer Hilfskippstufe und einem UND-Gliess einen Stromverbrauch von etwa 2 mA pro Frequensteiler er- fordert, d.h. für beide Frequenzteiler eines tnwehlsen- ders mit einem Frequenzteiler gemäss der Erfindung snd lediglich 4 mA erforderlich. Durch weitere zwei UND-Glieder 33 und 36 in FIG. 2 bzw. 33 und 360 in FIG. 3 sowie durch etwa 8 Gatter im Program- miernetzwerk 7 zur Erzeugung der nterpolationsmuste liegen die Frequenzabweichungen unter 1 %0. Die erfindungs- gemässe Schaltungsanordnung ist frei von Phasenjitter am Ausgang und der'Einfluss auf nichtlineare Verzerrungen ist äusserst gering.

Claims: Patentansprüche 1. Tongenerator zur Erzeugung von Signalisierungsfrequen- zen in einem MFV-Fernsprechapparat mit einem Impulsoszillator, einem an dem Impulsoszillator angeschlossenen Frequenzteiler mit von einem Programmiernetzwerk einstellba rem ganzzahligem Divisor zum ADleiten der ausgewählten Frequenzen aus der Impulsoszillatorfrequenz, mit einem Digital/Analog-Umsetzer, der einen Frequenzteiler mit einem Divisor 12 und ein an die Stufen des Frequenzteilers angeschlossenes Gewichtsnetzwerk zur Bildung stufenförmiger Signale mit angenäherter Sinuswellenform enthält, dadurch gekennzeichnet, dass als Impulsoszillator (1) ein vorzugsweise auf 4,1911 Mh-z schwingender Quarzoszillator vorgesehen ist, dass zwischen Impulsoszillator (1) unG Frequenzteiler (3, 4) mit einstellbaren ganzzahligen Divisor ein erster durch 8 teilender Frequenzteiler (2) ge- schaltet ist und dass der Frequenzteiler (3, 4) mit ein- stellbarem ganzzahligem Divisor einen zweiten Frequenz- teiler (3) mit einem auf die Teilungsfaktoren 3 oder 4 durch eine Umschaltleitung (U) schaltbaren Divisor und einen dritten Frequenzteiler (4) aufweist. 2. Tongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Frequenzteiler (3) aus zwei aufeinanderfol- genden bistabilen Kippstufe mit Bedingungseingang (D-Flip-Flops31 und 32) besteht, bei denen der D-Eingang des zweiten Plip-Flops (32) mit dem invertierenden du S- gang des ersten Flip-Flops (31) und beide Takteingänge miteinander verbunden sind, dass zwischen dem D-Eingang des ersten Blip-lops (31) und dem invertierenden Ausgang des zweiten Flip-Flops (32) ein erstes NAND-Glied (33) geschaltet ist, dessen Ausgan dem D-Eingang des ersten Flip-Flops (31) und dessen erster Eingang mit dem invertierenden Ausgang des zweiten Flip- Flops (32) verbunden ist und dass zwischen dem invertierenden Ausgang des ersten Flip- Flops (31) und dem ersten NAND-Glied (33) ein zwei es NAIB-Glied (36) geschaltet ist, dessen Ausgang mit aen zweiten Eingang des ersten NAND-Gliedes (31), dessen e-- ster Eingang mit dem invertierenden Ausgang des ersten Flip-Flops (31) und dessen zweiter Eingang mit der U=- schaltleitung (U) verbunden ist. 3. Tongenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Frequenzteiler (3, 4) mit einstellbarem ganzzahligem Divisor ein UND-Glied (37; 97) und als letzte Stufe eine Hilfskippstufe (4h; 9h) enthält, dass der Ausgang der Hilf skippstufe (4h; 9h) mit einem ersten Eingang des UND-Gliedes (37; 97) verbunden ist, dass mindestens ein weiterer Eingang des UND-Gliedes (S7; 97) an den Ausgang einer der Hilfskippstufe (4h; 9h) vorabgehenden Teilerstufe (31, 32; 91, 92) angeschlossen ist und aass der Ausgang des UND-Gliedes (n7; 97) mit dem Reset-Ein- gang der Hilfskippstufe (4h; 9h) und mindestens dem Set- oder Reset-Eingang einer der Hilfskippstufe (; =) vorausgehenden Teilerstufe (31, 32, 41,...; 91, 93) ve-- bunden ist. 4. Tongenerator nach Anspruch 3, dadurch gekannzeicnnt, dass zwischen dem UND-Glied (37) und den zu Set- oder Reset Eingängen vorangehender Teilerstufen führende Leitungen weitere UND-Glieder (311, 321; 411,...,4p1) geschaltet sind, deren zweite Eingänge mit Ausgängen des Programmier- netzwerkes (7) verbunden sind. 5. Tongenerator nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeich- net, dass das zweite NAND-Glied (36) einen dritten Mingang aufweist, der mit dem Ausgang der Hilfskippste (4h) des zweiten Frequenzteilers (4) verbunden ist. 6. Tongenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsnetzwerk (6) drei Stromquellen aufweist, welche Teilströme im Verhältnis 1 : # : (3 + #) liefern.

Inventors: RALL, BERNHARD, DIPL.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1980
Main classification: H04M1
IPC codes: G06F1, H04M1