JPH0328118B2

JPH0328118B2 -

Info

Publication number: JPH0328118B2
Application number: JP56145871A
Authority: JP
Inventors: Takao Takeuchi
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1991-04-18
Also published as: JPS5847395A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は時分割デイジタル交換機においてメモ
リに記憶されたデイジタル符号系列の周期的な読
出しによる可聴信号音発生回路に対する可聴信号
音検出回路に関するものである。

時分割デイジタル交換機は、デイジタル通信技
術、LSI技術の急速な進歩にともなつて、最も有
力な交換機となりつつある。また、デイジタル信
号に対する親和性からその適用範囲は、電話機の
みならず、データ端末、データ処理装置にまで拡
大しつつある。特にビジネス通信の合理化の観点
から電話機およびデータ機器の双方を収容し、そ
れらを一括して交換する音声／データ統合交換機
の出現が必須の状況である。

このような音声／データ統合交換機を実現する
には、種々の方法がある。例えば、パケツト交換
方式により、交換機自身に高い機能を持たせる方
法も考えられるが、回線交換方式により、同等の
機能を持つ機器を相互に接続することによつて実
現する方法も有力である。この方法では交換機自
身が極めて単純になり、また、端末等との接続に
対する制限条件も緩和されるからである。

回線交換方式にも、いくつかの方法が考えられ
る。ここで大きな問題となるのは、端末の種類の
違いに対する対処法である。特に回線の設定、切
断、選択信号の送出等端末と交換機との間の回線
制御信号の違いが問題である。これに対し端末ご
とに異なる回線制御信号を用いる方法は、交換機
の制御プログラムが複雑化し、また、端末の種別
の登録が必要で、変更の際にも不便を生ずるとい
う欠点がある。一方、端末から交換機への入力部
分にインタフエース回路を設け、このインタフエ
ース回路によつて回線制御信号を統一し、交換機
の制御部からは、すべての端末が全く同一に見え
るようにすれば、前述の問題点もなく極めて有利
である。さらに、ビジネス通信においては電話機
が最も多数を占める端末と考えられることから各
端末の回線制御信号を電話機の回線制御信号に統
一する方法が有望である。

すなわち、前述のインタフエース回路において
は、データ端末等の発呼、終話の信号（STX、
ETX）を、オフフツク、オンフツクの信号に変
換し、キヤラクタ・ダイヤル等による選択信号を
ダイヤル・パルスあるいは押しボタン信号に変換
する。一方、交換機からはダイヤル受信準備完了
話中、呼出し中等呼の進行状況を知らせるための
可聴信号音（ダイヤル・トーン、ビジー・トーン
リングバツク・トーン等）が送られて来る。イン
タフエース回路では、これらの信号音をデータ端
末等のために、ACK，NACK，Ready，Wait等
の信号に変換しなければならない。従つて、イン
タフエース回路には、可聴信号音の検出回路が必
要となる。

しかし、従来これらの可聴信号音は、人間に聴
かせて動作を捉し、呼の進行を図るためのもので
あつたため、これを機械によつて識別する回路の
例は、ほとんど存在しないと言つてよい。

しかしながら、音声信号も存在する状況下での
特定周波数検出と言う機能の類推から押しボタン
信号受信装置（Push−Button Receiver：PBR）
にならつて可聴信号音検出回路を構成すると、第
１図に示すようになる。なお、これらの可聴信号
音は、原則として二つの周波数の正弦波の和の形
で表わされる信号音とする。

第１図において、入力端子１０に加えられたデ
イジタル符号語は、通常の場合、圧縮を加えられ
た非線形符号であるため、伸張回路１１によつて
線形符号に変換され、低域フイルタ１２、高域フ
イルタ１３に加えられる。これらのフイルタは、
ともにデイジタル・フイルタであり、遮断周波数
は、検出しようとする可聴信号音に含まれている
二つの周波数に応じて決定される。例えば、350
Hzと440Hzの二つの周波数から成るダイヤル・ト
ーンの場合、簡単には両者の中間の周波数である
395Hzを境界として、それ以下の周波数成分を帯
域フイルタ１４に、それ以上の周波数成分を帯域
フイルタ１５に加える。フイルタ１４，１５は検
出しようとする可聴信号音に含まれている二つの
周波数を各々中心周波数とする狭帯域の帯域フイ
ルタでやはりデイジタル・フイルタによつて構成
される。先に述べたダイヤル・トーンの例で言え
ば、フイルタ１４は中心周波数350Hz、フイルタ
１５は440Hzの帯域フイルタである。このように
してフイルタによつて所望の周波数の成分を抜き
出して検出回路１６，１７に加え、各々の周波数
成分のレベルを測定する。判定回路１８は、測定
されたレベルから可聴信号音の有無を判定し、そ
の結果を出力端子１９に出力する。

可聴信号音が数種類ある場合には、各々につい
て低域フイルタ、高域フイルタ、帯域フイルタの
組と検出回路、判定回路を設け、各可聴信号音の
有無を検出する。

ダイヤル・トーン以外の可聴信号音の例として
は、リングバツク・トーン：440Hzと480Hz、ビジ
ー・トーン：480Hzと620Hz等がある。

以上のような従来技術による可聴信号音検出回
路において周波数成分は、上例の場合350Hz、440
Hz、480Hz、620Hzの四種類であるが、組合わせる
周波数および周波数差は、各々異なり、また、周
波数差の最も小さいものでは40Hzというかなり小
さいものもある。従つて、低域フイルタ１２、高
域フイルタ１３の遮断周波数は各々異なり、また
小さい周波数差に対処するためには高次のフイル
タが必要となる。すなわち、フイルタの個数およ
び個々のフイルタの複雑さが増大する。

また、このような可聴信号音検出回路は、
PBRの場合と同様に音声信号に対する誤動作を
防ぎ、また、所望の可聴信号音に対しては迅速か
つ正確な検出を行なうため、種々の特性規格を設
定し、この規格を満たすようフイルタの次数、係
数等を最適設計しなければならない。さらに問題
となるのは、ダイヤル・トーン、ビジー・トーン
等の可聴信号音の規格が、押しボタン信号（PB
信号）ほど統一化、標準化されていないことであ
る。すなわち、種々の可聴信号音に対して、その
都度上述のように特性規格を満足するフイルタ等
の最適設計を行なわねばならず、繁雑で能率が悪
く、設計に要する作業量の増大によつてコストの
上昇にもつながる。また、端末ごとに設けられる
インタフエース回路の各々に、このような複雑な
回路を含めることは好ましくない。従つて、イン
タフエース回路による回線制御信号の統一と言う
方法も、実現性が少なくなる。

なお、以上ではデイジタル・フイルタを想定し
て説明を行なつたが、デイジタル符号を復号回路
によつてアナログ信号に変換し、アナログ・フイ
ルタを用いて可聴信号音検出回路を構成すること
も、もちろん可能である。しかし、その場合もフ
イルタの設計は、デイジタルの場合以上に複雑困
難になると考えられる。

本発明は、従来技術におけるかかる欠点を除去
し、可聴信号音がメモリに記憶されたデイジタル
符号系列の周期的な読出しによつて発生されてい
ることを利用して、メモリとアドレス回路と比較
回路と判定回路とからなる極めて単純で、また検
出精度がよく、検出所要時間も短い可聴信号音検
出回路を得んとするものである。

すなわち、本発明によれば可聴信号音をメモリ
に記憶されたデイジタル符号系列の周期的な読出
しによつて発生させる可聴信号音発生回路を有す
るデイジタル交換機の可聴信号音検出回路におい
て、デイジタル符号語をアドレスとし、可聴信号
音発生回路中に記憶されたデイジタル符号系列に
おける前記デイジタル符号語の存在位置の一つを
データとして記憶している第１のメモリと、可聴
信号音発生回路中に記憶されたデイジタル符号系
列と全く同じデイジタル符号系列を記憶している
第２のメモリと、前記第２のメモリの出力と受信
デイジタル符号とを比較する比較回路と、前記比
較回路の出力に従つてサンプリング・クロツク信
号を計数するかあるいは前記第１のメモリの出力
を取込み、計数値あるいは取込んだ値をアドレス
として前記第２のメモリを読出す読出しアドレス
回路と、前記比較回路の出力に従つてサンプリン
グ・クロツク信号を計数し、可聴信号音の有無を
判定する判定回路とから構成されることを特徴と
する可聴信号音検出回路が得られる。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。第２図は本発明の実施例を示す図である。第
２図においてメモリ２０は、可聴信号音発生回路
中に記憶された可聴信号音を表わすデイジタル符
号系列と全く同じデイジタル符号系列を記憶して
いるメモリで、読出しアドレス回路２１の出力ア
ドレスに従つて、そのアドレスに記憶されたデイ
ジタル符号を出力する。比較回路２２は、このデ
イジタル符号と入力端子２３に加えられる受信デ
イジタル符号とを比較し、両者が一致している場
合には例えば信号「１」を出力し、そうでない場
合には「０」を出力する。

読出しアドレス回路２１は、入力端子２４に加
えられるサンプリング・クロツク（デイジタル符
号の受信間隔の逆数に等しい周波数を有するクロ
ツク）を計数するｎ進のカウンタである。ただし
ｎはデイジタル符号系列を構成するデイジタル符
号語の語数である。読出しアドレス回路２１は、
比較回路２２の出力が「１」すなわち受信デイジ
タル符号とメモリ２０の出力であるデイジタル符
号が一致している場合には、ゲート２５，２６を
経て信号「１」を受信し、サンプリング・クロツ
クによつて１だけ歩進する。メモリ２０は１だけ
歩進したアドレスに従つて新たなデイジタル符号
を出力し、比較回路２２は次の受信デイジタル符
号との比較を行う。その出力が、やはり「１」で
あれば、順次以上の動作を繰り返して行く。

一方、比較回路２２の出力が「０」すなわち受
信デイジタル符号とメモリ２０の出力であるデイ
ジタル符号が一致していない場合には、読出しア
ドレス回路２１には、ゲート２５，２６によつ
て、入力端子２７に加えられるロード・パルスを
反転したものが入力される。読出しアドレス回路
２１はこのロード・パルスによつてメモリ２８の
出力を取込み、新しいアドレス値として出力す
る。なおここでロード・パルスとは、サンプリン
グ・クロツク信号と周波数が同じで位相の遅れた
幅の狭いクロツク・パルス信号とする。

メモリ２８は入力端子２３に加えられる受信デ
イジタル符号語が可聴信号音発生回路に記憶され
たデイジタル符号系列中の何番目に存在するかと
言うデータを、前記デイジタル符号語をアドレス
とするメモリ・エリアに記憶しているものであ
る。デイジタル符号語を受信するごとに、その符
号語が前記デイジタル符号系列の何番目に存在す
るかと言う存在位置情報を出力する。

したがつて読出しアドレス回路２１が、ロー
ド・パルスによつてメモリ２８の出力を取込み、
新しいアドレスとしてメモリ２０に出力すれば、
メモリ２０の出力には入力端子２３に加えられた
受信デイジタル符号と同じデイジタル符号が現わ
れるはずである。ただし受信デイジタル符号が、
もともと可聴信号音発生回路中に記憶されたデイ
ジタル符号系列に含まれない符号の場合にはこの
ようにはならないが、その場合も後で述べるよう
に何ら支障はない。

このようにして受信デイジタル符号とメモリ２
０の出力符号とが一応一致した後、読出しアドレ
ス回路２１は次のサンプリング・クロツクで１だ
け歩進し、メモリ２０は１だけ歩進したアドレス
に従つて新たなデイジタル符号を出力する。比較
回路２２はその符号と次の受信デイジタル符号と
の比較を行ない、その出力に従つて、以上述べた
動作を繰返して行く。

さて検出すべき可聴信号音を表わすデイジタル
符号系列が入力端子２３に加えられると、それが
メモリ２０の出力符号と一致しない場合には、た
だちにメモリ２８の出力を読出しアドレス回路に
取込んでメモリ２０に出力する。これでメモリ２
０の出力符号は受信デイジタル符号と一致し、以
後、後で述べる場合を除いて読出しアドレス回路
２１はサンプリング・クロツクに従つて歩進して
行く。それに対応してメモリ２０はデイジタル符
号を出力するがその出力は受信デイジタル符号と
すべて一致するはずであるから、以後検出すべき
可聴信号音が入力端子２３に加えられている間、
比較回路２２は「１」を出力し続ける。

一方、音声信号や異なる可聴信号音が入力端子
２３に加えられると、偶然にメモリ２０の出力デ
イジタル符号と一致して比較回路２２の出力が
「１」となることはあつても、その後、直ちに不
一致が生じる。その都度、読出しアドレス回路２
１にはメモリ２８の出力が取込まれ、受信デイジ
タル符号との一致が試みられるが、やはり直ちに
不一致が生じ以上の動作を繰返すことになる。

したがつて比較回路２２の出力として連続して
「１」が現われれば、その間の受信デイジタル符
号は可聴信号音発生回路中のデイジタル符号系列
の一部に一致していると言うことであり、所定の
数（ｍ個とする）以上連続すれば、所望の可聴信
号音が到来しているものと判断できる。

判定回路２９はこれを判定するための回路であ
る。すなわち、判定回路２９は、読出しアドレス
回路２１と同様に入力端子２４に加えられるサン
プリング・クロツクを計数するカウンタであつ
て、比較回路２２の出力が「１」である場合には
サンプリング・クロツクによつて１ずつ歩進し、
ｍだけ歩進したら可聴信号音の検出信号を出力端
子３０に出力する。以後も比較回路２２の出力が
「１」であれば検出信号を出し続ける。一方、比
較回路２２の出力が「０」の時は、サンプリン
グ・クロツクによつて判定回路２９はただちにリ
セツトされる。以上の動作を説明するタイムチヤ
ートを第５図に示す。第５図は、受信デイジタル
符号D₀までは比較回路２２が不一致信号を出力
していたが、受信デイジタル符号D₁に対して比
較回路２２が不一致信号を出力する場合の例であ
る。不一致信号に対し、１サンプリング周期の後
半でメモリ２８の出力が読み出しアドレス回路２
１に取り込まれ、メモリ２０に供給される。これ
によつてメモリ２０からは受信デイジタル符号と
同じ符号が出力され、比較回路２２は一致信号を
出力する。次のサンプリング周期の冒頭で、読み
出しアドレス回路２１はサンプリング・クロツク
にしたがつて１だけ歩進し、次の比較動作に移
る。判定回路２９は、サンプリング周期の中程で
比較回路２２が一致信号を出力している場合には
１だけカウントアツプし、不一致信号を出力して
いる場合には、０にリセツトされる。

このようにして検出すべき可聴信号音を受信し
ている時には間違いなく検出信号を出力端子３０
に送出し、また音声や他の可聴信号音を受信して
いる時に誤つて検出信号を送出することは、ほと
んどないような可聴信号音検出回路を構成するこ
とが可能である。

なお読出しアドレス回路２１のサンプリング・
クロツクによる変化時点と判定回路２９の判定時
点との衝突を避けるため、ゲート３１が挿入され
ている。また入力端子２７に加えられるロード・
パルスの位相は、判定回路２９の判定時点よりも
さらに遅れているものとする。

以上の方法により可聴信号音の検出が可能であ
るが、可聴信号音発生回路中のデイジタル符号系
列には同一のデイジタル符号語が複数個含まれる
ことが多いので、若干の注意が必要である。

その点を含めて以下具体例にそつて本方式をも
う少し詳しく説明する。第３図は世界の標準的な
音声のPCM符号化法則の一つである。μ法則に
従つて、ダイヤル・トーン（350Hz、440Hz）を91
語の符号系列で表わした一例である。これがすな
わちメモリ２０の記憶内容に相当する。

すなわち各符号語およびそれらの存在位置を16
進数で表示すると、第00番目に符号AA、第01番
目に符号CC、第02番目に符号D7、……と言う対
応関係が得られる。

これらの対応関係に従つて第２図のメモリ２８
に記憶すべきデータとアドレスの関係の一部を第
４図に示す。すなわちアドレスAAには「00」
が、アドレスCCには「01」が、アドレスD7には
「02」が記憶される。符号D7は、第18番目、第19
番目（これらは16進数表示である。以後も同様）
にも現われるが、データとしては１つだけ、例え
ばここでは「02」を記憶するものとする。DE、
E1等重複して現われる他の符号についても同様
である。

また空欄の部分すなわち第３図の符号系列中に
現われない符号に対応する部分には「00」等の固
定のデータを書込んでおけばよい。第３図におい
て、〇印は同じ符号がその後にも存在することを
示し、●印は同じ符号がすでにその前に存在して
いることを示す。また第４図において●印はその
アドレス位置が重複して現われる符号に対応する
ものであつて、その存在位置のうちの一つのみを
データとして記憶していることを示している。

さて、ある時点で、入力端子２３に、第３図に
示した符号系列が、アドレス０８の「D3」から
加えられたとする。通常この時のメモリ２０の出
力符号はこれに一致しないため、比較回路２２は
「０」を出力し、読出しアドレス回路２１にはた
だちにこの時のメモリ２８の出力（第４図参照）
「08」が入力される。したがつてメモリ２０の出
力符号は「D3」となり、以後読出しアドレス回
路２１が歩進するにしたがつて「C2」、「1F」、
「47」……を出力する。これは受信デイジタル符
号系列にぴつたり一致するため、比較回路は一致
信号「１」を出し続け、それがｍ個続いた時点で
判定回路２９は検出信号を端子３０に出力する。

またこの符号系列がアドレス３９の「C9」か
ら加えられたとすると、比較回路２２の不一致出
力に従つて、読出しアドレス回路２１にはまず
「1C」が入力される。この結果メモリ２０の出力
は「C9」となるが、次のサンプリング・クロツ
ク信号によつて読出しアドレス回路２１が歩進す
ると、メモリ２０はアドレス１Ｄの「BB」を出
力するのに対し、受信デイジタル符号は「C5」
であり一致しない。しかしこの「C5」をもとに
もう一度メモリ２８の出力「3A」を読出しアド
レス回路に入力すれば、以後のメモリ２０の出力
は、受信デイジタル符号系列にぴつたり一致する
ことになる。

すなわち第３図の●印の符号から入力されると
読出しアドレス回路２１は間違つたアドレスを取
込むが、その後●印以外の符号を受信した時点
で、ただちに正しいアドレスに復帰し、正確に受
信デイジタル符号系列とメモリ２０の記憶内容と
の一致を検出できる。

したがつて●印の連続が問題であるが、第３図
からわかるようにそのようなものの割合は極めて
少なく、また第４図に示したメモリ２８の内容を
くふうすることにより、●印の連続をできるだけ
避けるようにすることも可能である。

また第３図に現われない符号（第４図の空欄の
部分に相当）に対しては、アドレス00を書いて置
けば、そのような符号に対しては常にメモリ２０
のアドレス00から比較を試みることになり、不一
致が生じるので何ら支障は生じない。

本方式は、以上の説明からもわかるように、要
するに受信デイジタル符号系列とメモリ２０に記
憶された符号系列との比較を行なう際、メモリ２
８によつて比較すべき符号系列の位相を瞬時に与
え、検出の高速化をはかろうとするものである。

なお、可聴信号音を検出したと判定するための
ｍの値としては、８あるいは16程度で十分と考え
られる。なぜならば、本発明による可聴信号音検
出回路は、受信デイジタル符号の順序を厳密に監
視しているのに対し、音声信号は符号の出現がラ
ンダムに近く、また可聴信号音は８語あるいは16
語と部分的にでも、符号系列が他の可聴信号音と
一致することが、ほとんどないからである。

またｍ＝16程度で十分と言うことは、8KHzサ
ンプリングによる標準的なPCM方式の場合、検
出時間が125μsec×16＝2msecと極めて短いこと
を示し、可聴信号音検出回路として良好な応答性
を持つこともわかる。

以上述べたことからわかるように本発明による
可聴信号音検出回路は構成が極めて簡単である。
すなわちまず第１にデイジタル・フイルタのため
の伸張回路あるいはアナログ・フイルタのための
復号回路が不要である。また検出回路の基本動作
はメモリの読出しと、読出されたデータに対する
簡単な比較および計数のみで、フイルタ動作を全
く行なわない。可聴信号音発生回路中に記憶され
るデイジタル符号系列が定まれば、メモリ２０，
２８に記憶されるデータも自動的に定まる。また
フイルタ動作を行なわないので、フイルタの次数
や係数の最適設計と言う作業が全く不要であり、
回路の設計も極めて容易である。また可聴信号の
規格が変わつても、それにともなつてメモリ２
０，２８に記憶されるデータを変更するだけで、
容易に対処可能である。メモリ２８のメモリ容量
は、世界の標準である８ビツトのデイジタル符号
を用いるとすれば、256語でよく、またメモリ２
０のメモリ容量も可聴信号音の符号系列長でよい
から高々256語あれば十分である。16Kbit、
32Kbitのメモリも出現している今日の状況にお
いては、ごく少数のメモリ所要量であると言つて
よい。

以上の説明では、可聴信号音として二つの周波
数の正弦波の和の形で表わされる信号を想定して
いたが、単一の周波数の正弦波で表わされる信号
についても適用可能であることは明らかである。

以上実施例について説明したように、本発明に
よれば、フイルタ等の複雑な機能および回路を用
いることなく、ごく簡単な構成によつて特性の優
れた可聴信号音検出回路を得ることができ、その
効果は極めて大きいものである。

また本発明は、可聴信号音がメモリに記憶され
たデイジタル符号系列の周期的な読出しによつて
発生される場合に適用可能なものであるが、押し
ボタン（PB）信号、多周波（MF）信号が同様
の方法によつて発生される場合には、PB信号受
信器（PBR）、MF信号受信器（MFR）にも適用
可能であり、従来のPBR、MFRに比べて構成が
はるかに簡単であるため、その効果は著しいもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による可聴信号音検出回路を
示すブロツク図、第２図は本発明の一実施例を示
すブロツク図、第３図および第４図は、第２図の
中のメモリの記憶内容の一例を示す図、第５図は
本発明の実施例における各回路の動作タイミング
を説明する説明図である。図において１２，１
３，１４，１５はフイルタ回路、１６，１７は検
出回路、２０，２８はメモリ、２２は比較回路、
２１は読出しアドレス回路、２９は判定回路であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１可聴信号音をメモリに記憶されたデイジタル
符号系列の周期的な読み出しによつて発生される
可聴信号音発生回路を有するデイジタル交換機の
可聴信号音検出回路において、デイジタル符号語
をアドレスとし、可聴信号音発生回路中に記憶さ
れたデイジタル符号系列における前記デイジタル
符号語の存在位置の一つをデータとして記憶して
いる第１のメモリと、可聴信号音発生回路中に記
憶されたデイジタル符号系列と全く同じデイジタ
ル符号系列を記憶している第２のメモリと、前記
第２のメモリの出力と受信デイジタル符号とを比
較する比較回路と、前記比較回路による比較の結
果が一致している場合にはサンプリング・クロツ
ク信号に従つてアドレスを１だけ増加させ、一致
していない場合には前記第１のメモリの出力を取
り込んで新たなアドレスとする前記第２のメモリ
を読み出すための読み出しアドレス回路と、前記
比較回路による比較の結果が一致している場合に
はサンプリング・クロツク信号を計数し、一致し
ていないときには計数値をリセツトし、計数値が
所定の値に到達することにより、可聴信号音の受
信を判定する判定回路とから構成されることを特
徴とする可聴信号音検出回路。