专利名称：音频振铃频率的确定装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种音频振铃频率的确定装置及其相应的音频振铃频率的确定方法。
虽然可使用任意的音频振铃信号的发送，但本发明及作为其基础的问题是鉴于家用电话的音频振铃信号的发送描述的。
背景技术：
为了保证音频振铃信号无误的发送，对音频振铃信号的发送提出了一定的要求。一方面仅从一定的最小调制起(电平条件)，另一方面仅基于在一个固定频率窗中的激励(频率条件)，才进行信号的发送。
通常由硬件来保证电平条件，而频率条件的维持则是软件的任务。一个或两个条件未被维持将导致错误的振铃信号发送(例如在有效的振铃信号情况下无信号发送或推迟信号发送，无振铃电压的振铃信号发送，等)。
图3表示由检测的音频振铃电压导出ZC信号(ZC＝过零点)的示意图。
在图3中，在x轴上表示时间t及在y轴上表示音频振铃电压UT或ZC电压ZC。在此情况下假定音频振铃电压UT为纯正弦交流电压(图3上部的实线)。
为了能识别音频振铃频率，将整流后的音频振铃电压UT(图3上部的虚线)输入到一个未示出的比较器。比较器的输出端与一个处理器相连接，后者处理ZC信号。
如图所示，比较器将整流后的音频振铃电压UT与一个阈侧S相比较。每当该整流后的音频振铃电压UT上升并超过该阈侧时，得到ZC信号的一个下降边沿。在每个随后的过零点时得到ZC信号的一个上升边沿。这里也形成了一定滞后。
音频振铃信号的频率f在该简单情况下由t*＝1/2f得出，其中t*是ZC信号的两个相继的上升沿或下降沿之间的时间间隔。
图4表示无干扰时具有不同音频振铃信号幅值的ZC信号的示图。
如图4中看到的，根据比较阈值S的位置及音频振铃信号的信号调制而定，该ZC信号的占空比很不相同。
由于为了其测量周期或频率f，通常总是在ZC信号的上升沿或下降沿处触发，因此频率f的确定可与ZC信号的占空比无关。
在实际系统中，必需考虑音频振铃不是纯正弦振荡，而具有周期性和/或非周期性的叠加信号。当干扰幅值大于ZC识别电路的滞后时，该叠加信号尤其变得显著。
相对这种干扰的不敏感性的量度是对外来信号的抗干扰性。在ZC信号上叠加干扰信号将导致图5中的信号曲线，它表示具有不同占空比的受干扰ZC信号。
对这种受干扰ZC信号尽可能快的求值不是普通的事。为了求出基波，必需忽略干扰。但在不合适的占空比的情况下干扰脉冲及有效脉冲不能被区分。
公知的是系统构成脉冲或脉冲组。这一方面具有其缺点，即需要附加资源(例如用于消隐干扰的第二时基)。另一方面该系统通过消隐一定的时间范围其实进行ZC信号的一种细采样。在此情况下如果消隐的时间区段与待测量的时间相比不能被忽略时，则出现测量误差。
这用图6来说明，该图表示在ZC信号消除干扰时有哪些误差是通过简单的干扰消隐形成的。其中被消隐的时间区域标有灰色阴影线。TM表示测量间隔。
在图6的情况a)中，ZC信号没有受干扰，音频振铃频率f可被正确地确定。
在图6的情况b)中，ZC信号受到干扰，音频振铃频率f可被正确地确定。
在图6的情况c)中，ZC信号没有受到干扰，但音频振铃频率f不能被正确地确定，因为这里有效信号部分被错误地消隐。换言之，将未受干扰的不适用的信号错误地确定为适用信号。
作为上述公知方案中的缺点表明了一个事实，即不是在任何情况下均可以可靠地去除干扰。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1特征的音频振铃频率的确定方法及根据权利要求5的相应音频振铃的确定装置与公知解决方案相比具有其优点，即尽管在ZC信号上具有高频干扰但与公知消隐方法相反地能实现干扰可靠的消除。
作为本发明基础的构思在于对ZC信号的下降沿及上升沿之间的每个时间间隔求值，及借助一个限直确定求值开始时刻及求值停止时刻，其中这样求得的求值间隔是所求频率的量度。
在从属权利要求中可得到涉及本发明主题的进一步有利构型及改进。
根据一个优选的进一步构型，确定用于确定频率的一个监测时间窗，及如果从求值开始时间测量的时间超出监测时间窗外，中断测量。
根据另一优选的进一步构型，持续时间限值被确定为常数。
根据另一优选的进一步构型，将持续时间限值确定为一个最大可能值，借助该值开始尝试求值开始时间的确定。当在一个确定时间后未确定出任何求值开始时间时，根据一个预定算法使该值减小。
本发明的实施例被描述在附图中及在以下描述中详细地说明。附图为图1根据本发明的用于不同占空比的受干扰ZC信号的方法的一个实施形式的示图；图2图1中根据本发明方法的实施形式的状态图；图3用于由检测的音频振铃电压导出ZC信号的示图；图4具有不同音频振铃信号幅值的无于扰ZC信号的示图；图5具有不同占空比的受干扰ZC信号的示图；及图6说明在通过简单消隐干扰来消除干扰时会形成怎样错误的示图。
实施例描述在附图中表示的相同表决表示相同的或功能相同的组成部分。
图1表示根据本发明的用于不同占空比的受干扰ZC信号的方法的一个实施形式的示图。
在该根据本发明方法的实施形式中，为了确定基波并不忽视各个时间区域，而是考虑所有的部分事件。在此情况下的出发点是，叠加在ZC信号上的干扰信号具有比待确定的频率f高的频率。
换言之，在ZC信号的相邻上升沿及下降沿之间的相应时间间隔中进行持续的测量。由这些部分事件来推导基波的频率。该实施形式的前提是用于产生一个中断的ZC信号的边沿(下降或上升沿)的方向可被相继地调换。
各个部分测量的持续时间mi，mi将与一个预定的、在该例中恒定的限值tg相比较。如果一个部分测量的持续时间大于该限值tg，则出现开始的条件，即确定了一个求值的开始时间t1，当测得的持续时间大于或等于持续时间的限值tg时，其中求值的开始时间(t1)则为下个边沿的时刻。同时也确定ZC输入信号的相位(“0”＝低(low)，“1”＝高(high)。在图1a)及1b)中，该相位为“0”，及在图1c)中，该相位为“1”。
停止条件时是下下个长的具有相同相位的ZC信号期间。即当具有相同ZC信号值的测量持续时间在下下次上大于或等于持续时间的限值tg时，可确定出一个求值的停止时间t2，其中该求值的停止时间t2为下个边沿的时刻。
导出所有时间的定时器或计时器在开始条件后被启动。在此情况下定时器用于一次运行所需的时间必需大于ZC信号的监测窗，该监测窗由下时限Tu及上时限To来确定。
如果在该监测窗中未检测到另外的中断，测量被中止及测量过程被转移到基本状态(即频率非常小)。
根据被测量出的求值开始时间t1及求值停止时间t2之间的时间差值来进行所求频率f的确定，其中有l/f＝t2-t1。
对于确定tg适合的参数例如为比较阈侧“开”(Von)17.5V比较阈侧“关”(Voff) 6.5V最小频率(fmin) 20Hz最大频率(fmax) 60Hz干扰电压(Usr) 6Vs振铃电压(UR) 32Veff图2表示图1中根据本发明方法的实施形式的状态图。
图2中I表示一个初始化子程序，以便在系统中置成基本状态。由此开始来测量ZC信号的相邻上升沿与下降沿之间的时间间隔，直到发现一个大于等于tg的时间间隔t为止。
然后定时器在一个求值开始时间t1被启动(START)，它为下个边沿的时刻。
在求值停止时间t2上，即当在下下次上被测得的具有相同ZC信号值的持续时间大于或等于持续时间限值tg时，定时器被停止，其中求值停止时间t2为下个边沿的时刻。
被测得的持续时间大于或等于持续时间限值tg的不同时刻在这里用I，II及III表示。左边的环时一个低(L)开始相位的情况，右边的环时一个高(H)开始相位的情况。具有标号1)的相应环意味着，不是时间条件就是相位条件没有被满足。
如果被测出的时间间隔T在一个允许的时间窗[Tu，To]中，则由此求得的频率f是合适的，及该系统返回到状态I。
尽管以上本发明是借助一个优选实施例描述的，但它并不被限制在这上面，而可用多种方式作出修改。
参数tg在小测量范围时、如在上例时可被确定为常数。在最大有效频率fmax时未受干扰的信号部分的时间间隔应大于tg。在大的测量范围及恒定的ZC输入信号(即在测量期间频率不改变)的情况下，用最大可能的tg开始测量。如果未发现任何开始条件，参数tg不断被减小，直到发现开始条件为止。
权利要求
1.音频振铃频率的确定方法，具有以下步骤通过将音频振铃信号与一个阈值(S)相比较由音频振铃信号构成一个ZC信号，其中ZC信号具有在两个ZC信号值之间交替变化的上升沿及下降沿的序列；测量ZC信号的相邻上升沿及下降沿之间的相应持续时间；将测出的持续时间与一个预定的持续时间限值(tg)相比较；当测出的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时，确定出一个求值开始时间(t1)，其中求值开始时间(t1)为下个边沿的时刻；当在下下次测出的具有相同ZC信号值的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时，确定出一个求值停止时间(t2)，其中求值停止时间(t2)为下个边沿的时刻；及借助测出的求值停止时间(t2)及求值停止时间(t2)之间的时间差值确定出频率(f)。
2.根据权利要求1所述的音频振铃频率的确定方法，其特征在于，具有以下步骤确定用于确定频率的一个监测时间窗(Tu，to)，及如果从求值开始时间(t1)测量的时间超出监测时间窗外，中断测量。
3.根据以上权利要求中的一项所述的音频振铃频率的确定方法，其特征在于，持续时间限值(tg)被确定为常数。
4.根据以上权利要求中的一项所述的音频振铃频率的确定方法，其特征在于，将持续时间限值(tg)确定为一个最大可能直，借助该值开始尝试求值开始时间(t1)的确定；当在一个确定时间后未确定出任何求值开始时间(t1)时，根据一个预定算法使该值减小。
5.音频振铃频率的确定装置，具有一个ZC信号产生装置，用于通过将音频振铃信号与一个阈值(S)相比较由音频振铃信号构成一个ZC信号，其中ZC信号具有在两个ZC信号值之间交替变化的上升沿及下降沿的序列；一个测量装置，用于测量ZC信号的相邻上升沿及下降沿之间的相应持续时间；一个比较装置，用于将测出的持续时间与一个预定的持续时间限值(tg)相比较；一个确定装置，用于i)当测出的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时，确定出一个求值开始时间(t1)，其中求值开始时间(t1)为下个边沿的时刻及ii)当在下下次测出的具有相同ZC信号值的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时，确定出一个求值停止时间(t2)，其中求值停止时间(t2)为下个边沿的时刻；及一个频率确定装置，用于借助测出的求值停止时间(t2)及求值停止时间(t2)之间的时间差值确定出频率(f)。
6.根据权利要求5所述的音频振铃频率的确定装置，其特征在于，该确定装置被设计来确定用于确定频率的一个监测时间窗(Tu，To)及如果从求值开始时间(t1)测量的时间超出监测时间窗外，中断测量。
7.根据权利要求5或6所述的音频振铃频率的确定装置，其特征在于，该确定装置将持续时间限值(tg)确定为常数。
8.根据权利要求5或6所述的音频振铃频率的确定装置，其特征在于，该确定装置将持续时间限值(tg)确定为一个最大可能值，借助该值开始尝试求值开始时间(t1)的确定；及当在一个确定时间后未确定出任何求值开始时间(t1)时，根据一个预定算法使该值减小。
全文摘要
本发明涉及一种音频振铃频率的确定方法,具有以下步骤:通过将音频振铃信号与一个阈值(S)相比较由音频振铃信号构成一个ZC信号,其中ZC信号具有在两个ZC信号值之间交替变化的上升沿及下降沿的序列;测量ZC信号的相邻上升沿及下降沿之间的相应持续时间;将测出的持续时间与一个预定的持续时间限值(tg)相比较;当测出的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时,确定出一个求值开始时间(t1),其中求值开始时间(t1)为下个边沿的时刻;当在下下次测出的具有相同ZC信号值的持续时间大于或等于持续时间限值(tg)时,确定出一个求值停止时间(t2),其中求值停止时间(t2)为下个边沿的时刻;及借助测出的求值停止时间(t2)及求值停止时间(t2)之间的时间差值确定出频率(f)。
文档编号H04Q1/44GK1359594SQ00809878
公开日2002年7月17日 申请日期2000年6月21日 优先权日1999年7月2日
发明者A·梅斯纳 申请人:西门子公司