DE2448614A1 - Tondetektor mit umschaltbarer frequenz mit einem elektronisch gesteuerten kodierstecker und einem bcd-wandler - Google Patents

Description

PATENTANWALT-:

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS

DR.-ING. HANSLEYH 244861 4

Dipl. -Ing. Ernst Rathmann

München 71, den 11. Okt. 1974

Melchioretr. 42

Unser Zeichen: Μ0178Ρ-Ί241

MOTOROLA, INC.

5725 East River Road

Chicago, Illinois 60631

V.St.A..

Tondetektor mit umschaltbarer Frequenz mit einem elektronisch gesteuerten Kodierstecker und einem

BCD-Wandler

Die Erfindung betrifft einen Tondetektor mit umschaltbarer bzw. einstellbarer Frequenz für den Empfang und die Weiterleitung einer Folge von einer Vielzahl von Tonsignalfrequenzen.

Töndetektoren mit umschaltbarer Frequenz, bei denen aktive Filter mit umschaltbarer Frequenz verwendet werden, werden bei einigen Anwendungen, beispielsweise bei tonbetätigten Personenrufanlagen-Empfängern, sehr gebräuchlich. Ein Beispiel für ein solches System ist in der amerikanischen Patentanmeldung Nr. 304 440 gezeigt und beschrieben. Es ist dabei erwünscht, daß der Detektor und'das Filter eines solchen Systems so programmierbar sind, daß aus einer Anzahl

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von Tonsignalen jedes einzelne für jeden Ton in der erwähnten Tonfolge erfaßbar ist. Es ist weiterhin erwünscht, daß die Auswahl jedes einzelnen Tonsignals in der Folge aus jener Vielzahl von Tonsignalen als Antwort auf ein einzelnes Detektorsignal für einen vorangegangenen Ton in der Folge erfolgt.

Der Tondetektor, auf den sich diese Anmeldung bezieht, wird im allgemeinen bei Personenrufanlagen-Empfängern verwendet. Wegen der geringen Größe solcher Empfänger ist man bestrebt, die Anzahl an Stiften, Anschlüssen und Drahtverbindungen der Schaltung möglichst klein zu halten. Dies muß bei Beibehaltung der obenangegebenen Anzahl von Tonauswahlmöglichkeiten für jeden Ton in.der Tonfolge erzielbar sein. Noch wünschenswerter ist es sogar, daß die Folge der Tonsignale ohne Änderungen der Drahtverbindungen .in der Einheit geändert werden kann.

Bekannte Personenrufanlagen-Empfänger arbeiten mit einer einzelligen Batterie. Sie sind daher so ausgelegt, daß sie mit Spannungen zwischen 0,85 bis 1,25 Volt betrieben werden können. Das in der obenerwähnten amerikanischen Patentanmeldung gezeigte und beschriebene umschaltbare aktive Filter .verwendet Feldeffekt-(FET)-Schalter, um die Impedanzen, die die Frequenz des aktiven Filters bestimmen, zu schalten. Feldeffekt-Transistoren sind für diesen Zweck die besten Schalter; jedoch liegt die Spannung über 1 Volt, die erforderlich ist, um den Kanalwiderstand eines durchgeschalteten FET auf einen annehmbar niedrigen Wert zu bringen. Daher muß für den Betrieb der Schalter eine hohe Spannung zur Verfügung gestellt werden, die jedoch aus einer einzelligen Batterie entnommen sein muß. Diese Spannung muß daher in einer solchen Weise bereitgestellt werden, daß die Strombelastung der einzelligen Batterie möglichst klein ist, daß aber dennoch der Wunsch nach einer minimalen Anzahl von Stiften, Anschlüssen und Drahtverbindungen im Detektor erfüllbar ist.

- 2 - - Der -

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tondetektor mit umschaltbarer Frequenz· zu schaffen, der für jeden Ton in einer Folge von Tönen jeden aus einer Anzahl von Tonsignalen erfassen kann und bei dem eine Vielzahl von Wahlmöglichkeiten für jedes Tonsignal in dieser Tonfolge als Antwort auf ein einzelnes Detektorsignal für einen in der Folge vorhergehenden Ton gegeben ist, wobei ein Minimum an Stiften, AnschlüsT sen und Drahtverbindungen erforderlich sein soll. Für die Verwendung bei einem Personenrufanlagen-Empfänger sollen der Tondetektor und ein aktives Filter mit umschaltbarer Frequenz mittels einer Monozellen-Batterie betreibbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs .1 angegebenen Merkmale gelöst.

Danach wird ein Tondetektor mit umschaltbarer Frequenz für den Empfang und die Weiterleitung einer Folge aus einer Vielzahl von Tonsignalen geschaffen. Der Tondetektor enthält ein aktives Filter mit umschaltbarer Frequenz, das eine Vielzahl von Feldeffekt-Transistorschaltern sowie Impedanzelemente besitzt, die mit jedem der Feldeffekt-Transistorschalter verbunden sind. Einzelne dieser Feldeffekt-Transistorschalter leiten als Antwort auf eine Vielzahl besonderer Steuersignale einer bestimmten ersten Spannung und verbinden die Impedanzelemente des aktiven Filters zur Einstellung dieses Filters auf eine der Tonsignalfrequenzen -in der Folge. Ein an den Ausgang des aktiven Filters angeschlossener Detektor gibt als Antwort auf jedes zugeführte Tonsignal in der Folge ein besonderes Folgesignal ab. Ein elektronisch gesteuerter Kodierstecker ist an den Detektor angeschlossen und erzeugt als Antwort auf jedes der besonderen Folgesignale eine besondere Gruppe von Binärsignalen. Mit dem elektronisch gesteuerten Kodierstecker und den Feldeffekt-Transistorschaltern ist ein Wandler verbunden, der als Antwort auf jede besondere Gruppe von Binärsignälen eines der Vielzahl besonderer Steuersignale für die Betätigung eines der Feldeffekt-Transistorschalter erzeugt.

Der für die Auswahl der Töne in der Tonfolge elektronisch stetierbare Kodierstecker ist vorzugsweise einsteck- und ent-

- fernbar. -

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fernbar. Das aktive Filter verwendet Feldeffekt-Transistorschalter, die bei einer Spannung betrieben werden, die größer als diejenige einer Monozellen-Batterie ist; hierfür wird eine Schaltung benutzt, die die Stromentnahme aus der Monozelle äußerst gering hält.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Empfängers einer selektiven Signalisierungs-Rufanlage, bei dem der erfindungsgemäße Tondetektor mit umschaltbarer Frequenz verwendet wird,

Fig. 2 ein Blockschaltbild teilweise .schematisch und teilweise als Logikschaltung des Binär-Dezimal-Dekoders in dem Teil des schaltbaren aktiven Filters von Fig. 1, und

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild des elektronisch gesteuerten Kodiersteckers von Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 werden an eine Antenne 10 Radiofrequenzsignale, die mit Hör- bzw. Niederfrequenzsignalen und bestimmten Tonsignalen moduliert sind, empfangen und auf einen Empfänger 11 gekoppelt. Der Empfänger 11 kann ein Standard-Doppelüberlagerungs-FM-Empfanger sein, wie er allgemein bekannt ist. Die Radiofrequenzsignale werden im Empfänger 11 demoduliert und die bestimmten Tonsignale und die Niederfrequenzsignale auf einen Niederfrequenzverstärker 12 gekoppelt. Die verstärkten Niederfrequenzsignale werden mittels eines Lautsprechers 13, der an den Niederfrequenzverstärker 12 angeschlossen ist, wiedergegeben.

Ein Tondetektor 15 mit umschaltbarer Frequenz ist an den Diskriminator des Empfängers .11 angeschlossen^ um eine bestimmte

- 4 - - Anzahl -

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Anzahl festgelegter Tonsignale in einer Folge zu empfangen. Der Tondetektor 15 kann einen mit dem Niederfrequenzverstär- ^! ker verbundenen Schaltungsteil enthalten, mittels dessen der Niederfrequenzverstärker 12 so lange in einem nicht funktionsfähigen Zustand gehalten wird, bis die richtige Tonsignalfolge vom Tondetektor 15 festgestellt wurde. Der Tondetektor 15 übt dann eine selektive. Sperrfunktion aus, die es erlaubt, daß die Niederfrequenz erst nach dem Empfang der für diesen Empfänger besonderen festgelegten Tonfolge wiedergegeben wird.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind fünf nacheinander empfangene festgelegte Tonsignale erforderlich, um die Betätigung des Tondetektors 15 hervorzurufen. Jedes Tonsignal hat. eine Zeitdauer von 33 Millisekunden. Das erste Tonsignal der festgelegten Tonsignalfolge wird vom Diskriminator des Empfängers 11 auf ein aktives Tonfilter bzw. ein aktives Filter 19 gekoppelt. Das aktive Filter 19 ist in der bevorzugten Ausführungsform ein Hybridschaltungsmodul. Das aktive Filter 19 ist über eine unten näher erläuterte Schaltung so eingestellt, daß seine Mittenfrequenz der ersten Tonfrequenz entspricht. Das erste festgelegte Tonsignal gelangt durch das aktive Filter 19 zum Tondetektor 20. Wenn das Tonsignal eine bestimmte Zeit lang am Tondetektor 20 ansteht, erzeugt es ein Detektorsignal. Das Detektorsignal gelangt zum Zähler 21 und verursacht, daß der Zähler von einem Zählerstand "1" zu einem Zählerstand "2" wechselt. Das Detektorsignal gelangt außerdem auf eine Zeitsteuerschaltung 22. Diese Zeitsteuerschaltung 22 ist im einzelnen in der obenerwähnten amerikanischen Patentanmeldung beschrieben und besteht aus einem Zählerzeitgeber, der bei Empfang eines Eingangssignals zurückgestellt wird und einen neuen Zeitsteuerzyklus beginnt.

Das dem Zählerstand "2" entsprechende Signal, das vom Zähler 21 als Antwort auf die Feststellung des ersten Tonsignals erzeugt wird, gelangt über eine Leitung 28 zu einem Kodierstekker 24. Der Kodierstecker 24 ist ein elektronisch gesteuerter

- 5 - - Hybridschaltungsmodul -

Hybridschaltungsmodul, der mittels Kontaktc-n 2b iff deh^wTt>nd^- tektor 15 eingesetzt werden kann, nachdem die richtige Tonfrequenzfolge in ihm programmiert wurde. Der Kodierstecker 24 erzeugt ein binäres Signal mit vier Bit als Antwort auf das ihm über die Leitung 28 zugeführte Signal, welches den Zählerstand "2" darstellt. Dieses Vier-Bit-Binärsignal entspricht in binärkodierter Form einer besonderen der Vielzahl von Tonsignalfrequenzen des aktiven Filters 19. Infolge des Binärkodes mit vier Bit ist es möglich, irgendeine von sechzehn unterschiedlichen Tonsignalfrequenzen als Antwort auf das den Zählerstand "2" angebende Signal, welches dem Kodierstecker 24 über die Leitung 28 zugeführt wird, festzulegen. Bei der bevorzugten Ausführungsform können zwölf verschiedene Töne in der Fünf-Tonfolge verwendet werden. Da der zwölfte Ton von einer festen Komponente im aktiven Filter 19 erzeugt wird, sind jedoch nur elf Leitungen dargestellt. Das Vier-Bit-Binärkodewort gelangt vom Kodierstecker 24 zu einem Biriär-Dezimal-Dekoder und Pegelumsetzer 26. Hierbei handelt es sich um einen Pegelumsetzer und eine Logikschaltung, die die Vier-Bit-Binärsignale vom Kodierstecker 24 aufnimmt und zunächst die Spannungspegel dieser Binärsignale und ihrer komplementären Signale auf einen zweiten vorgegebenen Spannungswert vergrößert. Die Binärsignale mit dem erhöhten Spannungspegel gelangen zu logischen Schaltungen, die als Antwort darauf eines von einer Vielzahl gesonderter Steuerspannungssignale über eine der Leitngen 27 auf das aktive Filter 19 geben. Infolge dieses Spannungssignals ändert das aktive Filter 19 seine Mittenfrequenz zur Frequenz des zweiten Tones in der vorbestimmten Tonfolge.

Die Tonsignale 2, 3, 4 und 5 der festgelegten Tonsignalfolge werden dann nacheinander empfangen und zur Erzeugung der gleichen Folge von Operationen, wie sie im Hinblick auf den ersten Ton oben beschrieben wurden, auf den Tondetektor 15 gekoppelt. Nach Empfang der Feststellung des zweiten Tons schaltet der Zähler 21 zu einem Zählerstand "3", der über eine Leitung 29 zum Kodierstecker 24 gelangt. Nach Empfang der dritten und vierten Tonfeststellung werden Zählerstandsignale "4" bzw. "5"

- 6 - j-jüber-

über Leitungen 30 bzw. ZI zum Kodierstecker 24 gegeben. Jedes zum Kodierstecker 24 gelangende Zählerstandsignal ruft .. die Erzeugung eines festgelegten Vier-Bit-Binärsignals hervor, das dem jeweiligen Zählerstand entspricht; diese Gruppe von vier Binärsignalen gelangt dann zum Binär-Dezimal-Dekoder und Pegelumsetzer 26. Der Binär-Dezimal-Dekoder und Pegelumsetzer 26 reagiert auf jedes der Vier-Bit-Binärsignale mit der Erzeugung eines Steuerspannungssignals eines ersten festgelegten Spannungspegels auf einer der Leitungen 27 und gibt dieses Signal an das aktive Filter 19 weiter, welches daraufhin seine Mittenfrequenz auf die Frequenz des nächstnachfolgenden Tons in der festgelegten Tonfolge ändert bzw. einstellt.

Wenn der fünfte Ton in der Tonsignalfolge festgestellt wurde, erzeugt der Zähler 21 einen Zählerstand "0", der zur Erzeugung eines niederfrequenten Alarmsignals auf eine Alarmeinrichtung 33 gegeben wird. Dieser Zählerstand "0" wird außerdem auf den Niederfrequenzverstärker 12 gekoppelt, um die Verstärkung des Niederfrequenzsignals und seine Kopplung auf den Lautsprecher 13 zur Wiedergabe freizugeben.

Wenn die Nachricht beendet ist, kann der Benutzer den Rückstellschalter 32 betätigen. Der Rückstellschalter 32 bewirkt, daß der Zähler 21 zum Zählerstand "1" zurückgestellt wird, und'beendet das niederfrequente Alarmsignal von der Alarmeinrichtung 33. Wenn der Benutzer die Einheit nicht von Hand zurückstellt, nachdem der Zähler 21 den Zählerstand "0" erreicht hat, erzeugt die .Zeitsteuerschaltung 22 nach Ablauf einer gewissen Zeit, beispielsweise 45 Millisekunden, nach Auftreten des Zählerstands "0" ein zweites Zeitsteuersignal. Das zweite Zeitsteuersignal gelangt zum Zähler 21 und bewirkt dessen Rückstellung auf den Zählerstand "1".

Der Kodierstecker 24 wird daher als Antwort auf den Zählerstand '

angeschlossen. Der Zählerstand "1" gelangt über die Leitung 23 zum Kodierstecker 24 und bewirkt, daß dieser ein diesem Zählerstand entsprechendes Vier-Bit-Binärsignal erzeugt. Dieses

- 7 - - Signal -

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Signal gelangt wiederum zum Binär-Dezimal-Dekoder und Pegelumsetzer 26. Dieser erzeugt auf einer der Leitungen 27 als Antwort auf die vier binären Bits ein Steuerspannungssignal. Dieses Steuerspannungssignal bewirkt, wenn es auf das umschaltbare aktive Filter 19 gelangt, eine Einstellung von dessen Mittenfrequenz auf die Frequenz des ersten Tones in der festgelegten Tonfolge und stellt damit die Einheit für einen weiteren Ruf zurück.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß eine Monozellen-Batterie 34 an eine Mehrzahl von Stufen des Rufanlagen-Empfängers angeschlossen ist. Die Monozellen-Batterie 34 ist mit dem Empfänger 11, dem Niederfrequenzverstärker 12, dem umschaltbaren aktiven Filter 19, dem Tondetektor 20, dem Zähler 21, der Alarmeinrichtung 33 und dem Kodierstecker 24 verbunden. Die Monozellen-Batterie 34 liefert an die obenaufgeführten Stufen eine Spannung, die entsprechend dem Ladungszustand der Batterie zwischen 0,8 und 1,25 Volt variiert. Die Monozellen-Batterie 34 ist außerdem mit einem Spannungswandler 35 verbunden. Dieser Spannungswandler kann von irgendeiner der Arten sein, die den Fachleuten allgemein bekannt sind. Beispielsweise kann es sich um einen Spannungsverdoppler handeln. Seine Funktion ist es, als Antwort auf die von der Monozellen-Batterie 34 zugeführte Spannung eine Ausgangsspannung zu liefern, die stets größer als 1,5 Volt ist. Der Ausgang des Spannungswandlers 35 ist mit dem Binär-Dezimal-Dekoder und Pegelumäetzer 26 verbunden.

In Fig. 2 ist der Binär-Dezimal-Dekoder und Pegelumsetzer 26 in größeren Einzelheiten dargestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist er Teil eines Hybridschaltungsmoduls, der das aktive Filter 19 enthält. Die Binärsignale vom Kodierstecker 24 sind an Eingangsanschlüsse 40, 41, 42 und 43 von Pegelumsetzern 45, 46, 47 bzw. 48 angeschlossen. Jeder Pegelumsetzer besitzt zwei Ausgänge; einen invertierten Ausgang, der durch einen kleinen Kreis neben dem Dreiecksymbol des Verstärkers 45 dargestellt und mit 50 bezeichnet ist, sowie einen

- 8 - - nicht -

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invertierten mit 51 bezeichneten Ausgang. Jeder der übrigen Pegelumsetzer besitzt in gleicher Weise, wie im Hinblick auf ' den Pegelumsetzer 45 gezeigt, einen invertierten und einen nicht invertierten Ausgang. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden für die Pegelumsetzer 45 bis 48 Feldeffekt-Transistoren (FETs) verwendet, um den Leistungs- und Strombedarf so niedrig wie möglich zu halten, damit die Verwendung bei einem Rufanlagen-Empfänger möglich ist. Die hier verwendeten Pegelumsetzer sind in der amerikanischen Patentanmeldung Nr. 297 547 näher beschrieben. Die Batteriespannung der Monozellen-Batterie 34 liegt am Anschluß 52, während die höhere Spannung vom Spannungswandler 35 an den Eingangsanschluß 53 angeschlossen ist. Die binären Eingangssignale, die an die Anschlüsse 40 bis 43 gelangen, unterliegen einer Spannungsänderung zwischen Masse und der maximalen Spannung der Monozel-. len-Batterie 34. Die binären Ausgangssignale an den invertierten und nicht invertierten Ausgängen der einzelnen Pgelumsetter 45 bis 48 unterliegen einer Änderung im Spannungswert der am Anschluß 53 anliegenden Spannung und Massepotential. Die Ausgangssignale, die von den Pegelumsetzern 45 bis 48 erzeugt werden, liegen daher auf einem zweiten festgelegten Spannungswert, der größer als der Spannungswert der Monozellen-Batterie ist. Die invertierten und nicht invertierten Ausgänge der Verstärker 45 bis 48 sind mit speziellen Eingängen von NOR-Gliedern 55 bis 65 verbunden. Der invertierte Ausgang 50 des Pegelumsetzers 45 ist beispielsweise mit einem Eingang der NOR-Glieder 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 und 62 verbunden. Der nicht invertierte Ausgang des Pegelumsetzers 45 ist mit einem Eingang der NOR-Glieder 63, 64 und 65 verbunden.

Wenn eine besondere Gruppe binärer Signale auf die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 gelangt, bewirkt die Verbindung zwischen den Pegelumsetzern 45 bis 48 und den NOR-Gliedern 55 bis 65, daß eines der NOR-Glieder 55 bis 65 ein-Ausgangssignal erzeugt. Der Spannungswert des Ausgangssignals steht in direkter Beziehung zum Spannungswert des Eingangssignal und der Spannung,

- 9 - - die -

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die jedem NOR-Glied vom Anschluß 53 zugeführt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der höhere Spannungswert des Spannungswandlers 35 ebenso wie der zweite festgelegte Spannungswert von den Pegelumsetzern 45 bis 48 an die NOR-Glieder 55 bis 65 angeschlossen. Die Spannung am Ausgang der aktivierten NOR-Glieder, die als Steuerspannung bezeichnet ist, liegt daher oberhalb 1,5 Volt. Für die NOR-Glieder 55 bis 65 werden ebenso wie für die Pegelumsetzer FETs verwendet, um den Leistungs- und Stromverbrauch für die Verwendung bei einem Rufanlagen-Empfänger möglichst gering zu halten.

Die Ausgänge aller NOR-Glieder 55 bis 65 sind jex^eils mit einer Steuerelektrode von FETs 68 bis 78 verbunden. Die FETs 68 bis 78 sind die im aktiven Filter 19 angeordneten Transistorschalter. Sie sind in der obenerwähnten amerikanischen Patentanmeldung Nr. 304 440 genauer dargestellt- und beschrieben. Die Senkenelektroden 80 bis 90 aller FET-Schalter 68 bis 78 sind mit einem Widerstand verbunden, wie dies in der gerade erwähnten Anmeldung gezeigt ist. Wenn eines der NOR-Glieder 55 bis 65 durchschaltet, d.h. von einem niedrigen in einen hohen Zustand übergeht, wird eine Steuerspannung eines ersten festgelegten Spannungswerts oberhalb von 1,5 Volt auf die Steuerelektrode des mit diesem NOR-Glied gekoppelten FET-Schalters der FET-Schalter 68 bis 78 gegeben. Dieses Signal bewirkt, daß der FET-Schalter eingeschaltet wird und den an seine Senkenelektrode angeschlossenen Widerstand an das aktive Filter 19 ankoppelt; das-aktive Filter 19 schaltet daraufhin auf eine Frequenz, die von der mit der Senkenelektrode jenes Feldeffekt-Transistor-Schalters verbundenen Impendanz bestimmt wird.

Die FET-Schalter 75 bis 78 müssen im eingeschalteten Zustand eine Impedanz aufweisen, die niedriger als ungefähr 150 0hm ist,-damit verhindert wird, daß die Frequenz, auf die das aktive Filter 19 eingestellt ist, von der Impedanz des FET-Schalters ernsthaft beeinflußt wird. Um den Kanalwiderstand der eingeschalteten FETs 75 bis 78 so gering wie möglich zu halten,

muß

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muß eine Spannung von über 1,5 Volt an den Senkenelektroden dieser FET-Schalter anliegen, wenn sie eingeschaltet sind. Die Pegelumsetzer 45 bis 48 dienen dazu, diese Spannung über 1,5 Volt zu liefern. Um diese höhere Spannung zu erhalten, geichzeitig aber den Betrieb mit einer Monozellen-Batterie 34 zu ermöglichen, werden für die Pegelumsetzer 45 bis 48 und die NOR-Glieder 55 bis 65 FETs in einer solchen Weise eingesetzt, daß der Leistungs- und Strombedarf minimal wird.

Die FET-Schalter 68 bis 74 können im eingeschalteten Zustand bei der bevorzugten Ausführungsform eine höhere Impedanz aufweisen. Dies liegt daran,· daß die Frequenzen, auf die das aktive Filter 19 als Antwort auf eine Betätigung der Schalter bis 74 umgeschaltet wird,· erheblich niedriger sind. Der Betrieb mit diesen niedrigeren Frequenzen wird von einer auf den Transistorsehaltern beruhenden höheren Impedanz nicht ernsthaft beeinflußt; Um jedoch eine Einheitlichkeit zu gewährleisten, möglichst wenig äußere Komponenten zu verwenden und eine Herstellung in integrierter Schaltungsform zu ermöglichen, sind die Schalter 68 bis 74 mit den Schaltern 75 bis 78 identisch.

Fig. 3 stellt ein schematisches Schaltbild des Kodiersteckers 24 dar. Eingangssignale werden über Leitungen 23, 28, 29, bzw. 31 Eingangsanschlüssen 100 bis 104 zugeführt. Die Ausgangsanschlüsse des Kodiersteckers 24 sind mit 105, 106, 107 und 108 bezeichnet. Jeder Eingangsanschluß ist mit Widerständen verbunden, die in Reihe mit den Basiselektroden von vier Transistoren liegen.' Die Kollektorelektroden aller vier Transistoren sind mit jeweils einem Ausgangsanschluß 105 bis 108 verbunden. So ist beispielsweise der Eingangsanschluß 100 über Widerstände 111 bis 114 jeweils mit den Basiselektroden 116 bis 119 der Transistoren 121 bis 124 verbunden. Die Kollektorelektrode 126 des Transistors 121 liegt am Ausgangsan-

- 11 - - Schluß -

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Schluß 105; die Kollektorelektrodc 12? dea Transistors 122 liegt am Ausgangsanschluß 106; die Kollektorelektrode 128 des Transistors 123 liegt am Ausgangsanschluß 107 und die Kollektorelektrode 129 des Transistors 124 liegt am Ausgangsanschluß 108. Die Emitterelektroden 131 bis 134 der Transistoren 121 bis 124 sind jeweils über Widerstandselemente 135 bis 138 mit dem Massepotential verbunden. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzen die Widerstandselemente 135 bis 138 einen Widerstand von 150 0hm. Jeder der anderen vier Eingangsanschlüsse 101 bis 104 ist mit Transistoren verbunden, die ihrerseits in genau der gleichen Weise, wie dies im Hinblick auf den Eingangsanschluß 100 beschrieben wurde, an die Ausgangsanschlüsse 105 bis 108 angeschlossen sind. Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Darstellung die Kollektorelektroden der Transistoren mit den Ausgangsanschlüssen, die Emitterelektroden mit dem Massepotential und die Basiselektroden über Widerstände mit den Eingangsanschlüssen verbunden sind, können selbstverständlich auch andere Transistorkonfigurationen verwendet werden. ,

Es sei nun angenommen, daß im Betrieb beispielsweise ein ^M1"-Signal vom Zähler 21 über die Leitung 23 zum Eingangsanschluß 100 gelangt. Sofern alle Transistoren 121 bis 124 in der in Fig. 3 dargestellten Weise angeschlossen sind, werden sie alle als Antwort auf das ihnen zugeführte "!"-Signal eingeschaltet und erzeugen ein !'Q^H-SigEal an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 105 bis 108. Wenn es erwünscht ist, im Falle einer "1" am Eingangsanschluß 100 eine andere Binärkombination als lauter Nullen an den Ausgangsanschlüssen 105 bis 108 zu erhalten, könnten die Transistoren 121 bis 124 so programmiert werden, daß dieser modifizierte binäre Ausgang erzeugt wird. Die Transistoren 121 bis 124 können dadurch programmiert werden, daß entweder die Emitterelektroden von den mit ihnen verbundenen Emitterwiderständen getrennt werden,·die Emitterwiderstände durchgebrannt werden oder die Kollektorelektroden vom passenden bzw. zugehörigen Ausgangsanschluß getrennt werden. Wenn irgendeiner der Transistoren so programmiert ist, daß er nicht

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als Antwort auf ein "1 '-Signal am Eingangsanschluß 100 schaltet, dann bleibt der spezielle dem abgetrennten Transistor zugeordnete Ausgangsanschluß im "1"-Zustand, wenn dem Eingangsanschluß 100 eine "1" zugeführt wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Kodierstecker 24 programmiert, bevor er in den Rufanlagen-Empfanger eingesetzt wird. Er wird zu diesem Zweck in eine spezielle Programmiervorrichtung gesetzt, während die besonderen binären Signale» die an den Ausgangsanschlüssen 105 bis 108 als Antwort auf ein "1"-Signal am Anschluß 100 gewünscht werden, auf der Programmiervorrichtung angezeigt werden. Dann wird durch die entsprechenden Transistoren der Transistoren 121 bisM24 ein Strom geleitet, um die entsprechenden Emitterwiderstände der Emitterwiderstände 135 bis 138 durchzubrennen und dadurch die Emitterelektroden der zugehörigen Transistaren abzutrennen. Wenn an den Ausgangsänschlüssen 105 bis 108 als Antwort auf ein "1"-Signal am Eingangsanschluß 100 beispielsweise ein Ausgangskode von 0101 erwünscht ist, dann werden die Emitterviiderstände und 138 der Transistoren 122 bzw. 124 durchgebrannt. Wenn dann ein "1"-Signal auf den Eingangsanschluß 100 gelegt wird, schalten nur die Transistoren 121 und 123 durch und erzeugen ein-"O"-Signal an den Ausgangsanschlüssen 105 bzw. 107.

Obwohl weder die Verbindungen der übrigen Transistoren zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß, noch die Programmierung dieser Transistoren beschrieben wurde, sollte klar sein, daß der Anschluß dieser Transistoren, die Programmierung und der Betrieb der selbe ist, wie bei den Transistoren, die mit dem Eingangsanschluß 100 und den Ausgangsanschlüssen 105 bis 108 verbunden sind.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird mit der Erfindung ein Tondetektor mit umschaltbareir' Frequenz für den Empfang und die Weiterleitung einer Vielzahl von Tonsignalfrequenzen in einer Folge geschaffen. Der Tondetektor enthält ein ak-

-. 13 - · - tives -

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tives Filter mit einer Anzahl von Schaltern, von denen jeder als Antwort auf eines einer Vielzahl besonderer Steuersignale betätigbar ist, um eine spezielle Tonsignalfrequenz aus der Vielzahl der Tonsignalfrequenzen zu bestimmen, die das aktive Filter durchläßt. Mit dem Ausgang des aktiven Filters ist ein Detektor gekoppelt, der als Antwort auf jedes ihm zugeführte Tonsignal in der Folge ein besonderes Folgesignal erzeugt, Ein elektronisch gesteuerter Kodierstecker ist mit dem Detektor gekoppelt und erzeugt als Antwort auf jedes "spezielle Folgesignal eine spezielle Gruppe von Signalen. Diese Gruppe von Signalen wird einem Umsetzer zugeführt, der als Antwort auf jede spezielle Gruppe von Signalen eines aus einer Vielzahl spezieller Steuersignale erzeugt und einem der Schalter zuführt. Dabei sind das aktive Filter mit umschaltbarer Frequenz und der Tondetek* tor in der Lage, als Antwort auf ein einzelnes Detelctorsignal von einem vorhergehenden Ton in der Folge für jedes Tonsignal' in der Tonsignalfolge eine Vielzahl von Tonsignal-Auswahimöglichkeiten zu liefern. Dies wird mit einem Minimum an Stiften, Anschlüssen .und Drahtverbindungen erzielt. Der elektronisch steuerbare Kodierstecker ist einsetz- und"entfernbar und für die Auswahl der Töne in der Folge vorgesehen. Das aktive Filter mit umschaltbarer Frequenz und der Tondetektor sowie der Rufan™ lagen-Empfanger, bei dem diese verwendet werden, außer den Feldeffekt-Transistorschaltern des aktiven Filters, können aus einer Monozellen-Batterie betrieben werden. Eine Pegelumsetzungsschaltung und eine Logikschaltung sind vorgesehen, um die in dem umschaltharen aktiven Filter eingesetzten Feldeffekt-Transistoren zu betätigen. Die Pegelumsetzung und die Logikschaltung ist für einen minimalen Leistungs- und Strombedarf ausgelegt.

-14- - Patentanspruchs

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Claims (12)

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1. Tondetektor mit umschaltbarer Frequenz für den Empfang und die Weiterleitung einer Vielzahl von Tonsignalfrequenzen in einer Folge,

gekennzeichnet d u r. c h ein aktives Filter (19), das eine Vielzahl von Schaltern (68 bis 78) enthält, von denen jeder als Antwort auf eines einer Vielzahl spezieller Steuersignale eines ersten festgelegten Spannungswertes betätigbar ist, um eine bestimmte aus einer Vielzahl von Tonsignalfrequenzen zu bestimmen, die von dem aktiven Filter durchgelassen wird, durch einen Detektor (20), der an den Ausgang des aktiven Filters angeschlossen ist und als Antwort auf jedes der in einer Folge auftretenden ihm zugeführten Tonsignale ein spezielles Folgesignal erzeugt, durch eine elektronisch steuerbare Kodierschaltung (24), die an· den Detektor angeschlossen ist und als Antwort auf jedes spezielle Folgesignal eine spezielle Gruppe von Signalen erzeugt, und

durch einen Wandler (26), der an die elektronisch steuerbare Kodierschaltung und die Schalter angeschlossen ist und als Antwort auf jede der besonderen Gruppen von Signalen eines aus einer Vielzahl besonderer Steuersignale· erzeugt.

2. Tondetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler Pegelumsetzungsschaltungen (45 bis 58) enthält, die an die elektronisch steuerbare Kodierschaltung (24) angeschlossen sind und als Antwort auf jede der speziellen Gruppen von Signalen eine zweite, speziel-

" - Ί5 - - Ie -

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le Gruppe von Signalen mit einem zweiten festgelegten Spannungswert erzeugt, und Logikschaltungen (55 bis 65), die als Antwort auf jede der zweiten speziellen Gruppen von Signalen mit dem zweiten festgelegten Spannungswert die speziellen Steuersignale erzeugen.

3. Tondetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (68 bis 78) und die Pegelumsetzungsschaltungen (45 bis 48) Feldeffekt-Transistoren enthalten.

4. Tondetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Feldeffekt-Transistorschalter (68 bis 78) und Impedanzen (80 bis 90) enthalten, die an die Feldeffekt-Transistorschalter angeschlossen sind, um eine spezielle aus einer Vielzahl von Tonsignalfrequenzen festzulegen, die von dem aktiven Filter (19) durchgelassen wird, wobei die Feldeffekt-Transistorschalter als Antwort auf die Steuerspannung leiten und die Impedanzen an das aktive Filter anschließen und wobei die Feldeffekt-Transistorschalter ferner im leitenden Zustand infolge des ersten festgelegten Spannungswertes der Steuerspannung eine niedrige Impedanz aufweisen.

5. Tondetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste festgelegte Spannungswert größer als 1,5 Volt ist»

6. Tondetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des aktiven Filters (19) außer den Schaltern (68 bis 78), den Pegelumsetzungsschaltungen (45 bis 48) und den Logikschaltungen (55 bis 65) im Spannungsbereich einer Monozellen-Batterie (34) betreibbar sind.

7. Tondetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswert der zweiten speziellen

- 16 - - Gruppe -

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MOI78Ρ-1241

Gruppe von Signalen größer als 1,5 Volt ist.

8. Tondetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die speziellen Gruppen von Signalen und die zweiten speziellen Gruppen von Signalen Binärsignale sind.

9. Tondetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronisch gesteuerte Kodierschaltung (24) eine Matrixschaltung mit einer Vielzahl von mit dem Detektor verbundenen Eingängen und einer Vielzahl von mit dem Wandler verbundenen Ausgängen besitzt, wobei die Matrixschaltung als Antwort auf jedes der ihr zugeführten speziellen F'olgesignale eine spezielle Gruppe von Binärsignalen erzeugt. . .

10. Tondetektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Matrixschaltung eine Vielzahl von Schaltungselementen aufweist, von denen jedes als Antwort auf die speziellen zugeführten Folgesignale ein Binärsignal in der Gruppe von Binärsignalen erzeugt, wobei die -Schaltungselemente programmierbar sind, um eine Betätigung als Antwort auf die speziellen Folgesignale zu ermöglichen.

11. Tondetektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente Transistoren (121 bis 124) mit Basis-, Emitter- und Kollektorelektroden sind.

12. Tondetektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Transistorelektroden von der Matrixschaltung . , trennbar ist, um dieselbe zu programmieren und den Betrieb zu ermöglichen.

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