AT401594B - Kommunikationssystem - Google Patents

Description

AT 401 594 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem mit mindestens einem, mit einem elektroaku-stischen dynamischen Wandler verbundenen und mit einer Übertragungsleitung in Verbindung stehenden Verstärker.

Bei solchen bekannten Kommunikationssystemen sind in der Regel zwei Wandler vorgesehen, von 5 denen einer zur Umwandlung von elektrischen Signalen in Schallwellen und der andere zur Umwandlung von Schallwellen in elektrische Signale dient. So sind die bekannten derartigen Kommunikationssysteme in der Regel mit Kopfhörer-Mikrofon-Kombinationen versehen. Für verschiedene Anwendungen sind derartige Kombinationen, bei denen die Ohren durch die Kopfhörer vor den Schallereignissen der Umgebung verschlossen sind und bei denen das Mikrofon an einem 70 Ausleger vor dem Mund plaziert ist, jedoch nur mit erheblichen Schwierigkeiten verwendbar. So ergeben sich z.B. bei Kameraleuten, denen über die Kopfhörer z.B. verschiedene Anweisungen übermittelt werden, durch die mangelnde Möglichkeit einer direkten Verständigung erhebliche Verständigungsschwierigkeiten. Außerdem nimmt das Mikrofon auch die Umgebungsgeräusche auf, wodurch, z.B. bei Hubschrauberpiloten, die Verständigung ebenfalls leidet. ;5 Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Kommunikationssystem der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, daß sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und bei dem eine gute Verständigung über die Übertragungsleitung sichergestellt ist und auch die Möglichkeit einer direkten Verständigung gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Wandler in beiden Richtungen betreibbar ist, d.h. 20 mechanische Schwingungen in elektrische Signale umsetzt bzw. elektrische Signale in mechanische Schwingungen umsetzt, und eine zur Anlage an einem Schädelknochen vorgesehene Conduktorplatte aufweist, wobei der Wandler über eine Schalterkombination wahlweise mit dem Ausgang eines eingangsseitig mit der Übertragungsleitung verbindbaren Verstärkers oder mit dem Eingang eines ausgangsseitig an die Übertragungsleitung anschließbaren Verstärkers verbindbar ist. 25 Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein einfacher Aufbau und es können die Ohren des Benutzers frei gehalten werden, wodurch eine direkte Verständigung, neben der Verständigung über die Übertragungsleitung auf einfach Art möglich ist. Die Anpressung des Wandlers an den Schädelknochen des Benutzers kann in beliebiger Weise z.B. mittels eines Kopfbügels an das Mastoid, oder eines Stirnbandes im Stirnbereich oder mittels eines Helmes am Kopf oder auch mittels eines Brillengestelles hinter einem Ohr 30 erfolgen.

Dabei ist es zumeist vorteilhaft zwei getrennte Verstärker vorzusehen. Es ist aber auch möglich nur einen Verstärker zu verwenden und diesen über eine entsprechende Schalterkombination im Sendebetrieb eingangsseitg mit dem Wandler und ausgangsseitig mit der Übertragungsleitung zu verbinden und für den Empfangsbetrieb die Übertragungsleitung mit dem Eingang und den Wandler mit dem Ausgang dieses 35 Verstärkers zu verbinden.

Durch die EP-1-67 790 wurde eine Einrichtung bekannt, die aus einem herkömmlichen dynamischen Hörer mit Magnetsystem, Anker und einer ersten Membrane, sowie einem im selben Gehäuse angeordneten Elektret-Mikrofon, das aus einer feststehenden Rück-Elektrode und einer zweiten Membrane aufgebaut ist. 40 Beide Systeme sind hintereinander in einem Gehäuse mit Schall-Öffnungen angeordnet, wobei das Elektret-Mikrofon ständig als Empfänger und das dynamische Hörersystem als Sender für Schallwellen arbeitet. Die Kopplung zwischen der Hörermembrane und der Mikrofonmembrane bei der Schallabgabe ist in der einen Ausführungsform durch einen Luftpolster gegeben. Dabei kann diese Kopplung durch ein starres Koppelglied ersetzt sein, wobei die übrige Funktion gleich bleibt. 45 Im bekannten Falle handelt es daher um eine Kombination zweier in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneter Wandler für Luftschall, die mechanisch miteinander mehr oder weniger starr gekoppelt sind. Für einen Anshluß an eine in beiden Richtungen betreibbare Übertragungsleitung ist eine solche bekannte Kombination nicht geeignet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schalterkombination durch so zwei Paare von gemeinsam manuell betätigbaren Schaltern oder zwei Wechslern gebildet ist, deren Wurzeln mit der Übertragungsleitung bzw. dem Wandler verbunden sind.

Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Ausbildung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine Steuerschaltung zur 55 Ansteuerung der einzelnen Schalter der Schalterkombination vorgesehen ist, die von der Übertragungsleitung kommende und vom Wandler kommende Sprachsignale getrennt erfaßt und die entsprechenden Schalter ansteuert. 2

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Auf diese Weise kann eine automatische Steuerung der Schalter erreicht werden. So kann z.B. eine Spracherkennungsschaltung vorgesehen sein, die, sobald sie erkennt, daß der Benutzer spricht, den Wandler mit dem Eingang des einen Verstärkers und dessen Ausgang mit der Übertragungsleitung verbindet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der vorzugsweise ein elektromagnetisches System aufweisende Wandler dicht gekapselt ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Wandler ein in einem als Massekörper dienenden Grundkörper angeordnetes, mit einer Spule versehenes Magnetsystem aufweist und an dem Grundkörper eine eine ferromagnetische Ankerscheibe haltende Ankerfeder befestigt ist, wobei die Ankerscheibe mit dem Gehäuse des Wandlers und dieses mit der Conduktorplatte fest verbunden ist.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein einfacher Aufbau des Wandlers, wobei die Bewegungen der Ankerplatte auf das mit dieser fest verbundene Gehäuse und von diesem auf die mit diesem ebenfalls in Verbindung stehende Conduktorplatte bzw. umgekehrt übertragen werden. Außerdem wird durch die Konzentrierung der Masse in dem Magnetsystem bzw. dem Grundkörper, der vorzugsweise aus einem Material mit hohem spezifischen Gewicht, wie z.B. Messing, hergestellt ist, die durch die Masse der übrigen Teile des Wandlers 5 bedingte Rückwirkung bzw. Dämpfung gering gehalten, da eben die Masse des Magnetsystems samt dem Grundkörper ein Vielfaches der Masse der übrigen Teile des Wandlers beträgt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel der Anbringung eines Wandlers an einem Benutzer,

Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder zweier Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kommunikationssysteme, Fig. 4 eine Explosionszeichnung eines Wandlers.

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Wandler, und Fig. 6 einen Wandler mit Bügel.

Die Fig. 1 zeigt schematisch die Anbringung eines Wandlers 5 für ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem an einem Benutzer. Dabei ist der Wandler 5 an einem Bügel 44 gehalten, mit dem er gegen einen Schädelknochen des Benutzers, vorzugsweise das Mastoid gepreßt ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich den Wandler 5, z.B. mittels eines Stirnbandes, gegen den Stirnknochen oder mittels eines Helmes gegen die Schädeldecke des Benutzers zu pressen.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist ein in beiden Richtungen arbeitender elektroakustischer Wandler 5, dessen Aufbau anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert werden wird, vorgesehen. Dabei ist die Übertragungsleitung 1 über einen Wechsler 2 wahlweise mit dem Eingang eines Verstärkers 3 oder dem Ausgang eines weiteren Verstärkers 4 verbindbar. Über einen weiteren Wechsler 6 ist der Ausgang des Verstärkers 3 oder der Eingang des ausgangsseitig mit der Leitung 1 verbindbaren Verstärkers 4 an den Wandler 5 anschließbar. Durch eine entsprechende mechanische Kopplung der beiden Wechsler 2 und 6 ist dabei sichergestellt, daß entweder der Verstärker 3, der für den Empfangsbetrieb des Wandlers 5 vorgesehen ist, oder der Verstärker 4, der für den Sendebetrieb des Wandlers 5 vorgesehen ist, mit der Übertragungsleitung 1, bzw. dem Wandler 5 verbunden ist.

Die Umschaltung der beiden Wechsler 2 und 6 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 von Hand aus.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 sind statt der beiden Wechsler 2 und 6 Schalter 20, 21, über die die Anschaltung des Verstärkers 3 erfolgt und Schalter 60, 61, über die die Anschaltung des Verstärkers 4 erfolgt, vorgesehen.

Diese Schalter 20, 21 bzw. 60, 61 sind von einer Steuerschaltung gesteuert, die eine Logikschaltung 7 und zwei Schwellwertschalter 70, 71 umfaßt. Diese Schwellwertschalter 70, 71 erfassen an den Verstärkern 3 und 4 anliegende Sprach- bzw. Tonsignale, bei denen es zu einer Überschreitung der jeweils eingestellten Schaltschwellen kommt. Die Logikschaltung 7 kann z.B. je einem dieser Schwellwertschalter 70, 71 nachgeschaltete wiedertriggerbare monostabile Flip-Flops aufweisen, von denen jedes je ein Paar von Schaltern 21, 61, bzw. 20, 60 steuert. Die Schalter eines jeden dieser Paare werden wechselweise angesteuert, sodaß stets ein Schalter eines jeden Paares geschlossen und der andere geöffnet ist. Dabei bewirkt die Logikschaltung 7 bei einem über die Leitung 1 kommenden Sprachsignal ein Schließen des Schalters 21 und gleichzeitiges Öffnen des Schalter 61. Bei einem Auftreten eines Sprachsignales beim Verstärker 4 bewirkt die Logikschaltung 7 dagegen ein Schließen des Schalters 60 und gleichzeitiges Öffnen des Schalters 20, wobei in beiden Fällen von dem in der Fig. 3 dargestellten Ruhezustand der Schaltung ausgegangen wurde, in dem an keinem der beiden Verstärker 3, 4 ein Sprach- bzw. Tonsignal ansteht.

Die Logikschaltung 7 liefert bei drahtlosen Kommunikationssystemen über den PTT-Ausgang ein Signal zur Umschaltung eines im Bereitschaftsbetrieb auf "Empfang" stehenden Gerätes auf "Senden”, wenn ein Sprachsignal beim Verstärker 4 anliegt. Dabei gelangen die vom Wandler 5 erzeugten Signale über die 3

Claims (6)

1. AT 401 594 B Übertragungsleitung 1, die in einem solchen Falle die Modulationsleitung darstellt, zum Sender/Empfänger. Bei geschlossenem Schalter 50 steuert die Logikschaltung 7 die gesamte Schaltung in den Sendebetrieb, der so lange aufrecht erhalten wird, als der Schalter 50 geschlossen bleibt. Der Wandler ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Der Wandler 5 besitzt eine Conduktorplatte 30, die zur Anlage im Bereich des Schädelknochens des Benutzers vorgesehen ist. Weiters ist ein Grundkörper 31 vorgesehen, in dem ein Magnetring 32 und eine Spule 33 gehalten sind. Dabei ist der Grundkörper 31 als Massekörper ausgebildet und z.B. aus Messing hergestellt, wogegen die übrigen Teile des Wandlers 5 durch Verwendung von Materialien mit möglichst geringer spezifischer Masse nur ein geringe Masse aufweisen. Unter Zwischenlage von Distanzringen 34 ist oberhalb des Grundkörpers 31 eine Ankerfeder 35, die eine ferromagnetische Ankerscheibe 36 hält, angeordnet und an dem Grundkörper 31 mittels Schrauben 46 befestigt, wobei zwischen der Polfläche des Magnetringes 32 und der Ankerscheibe 36 ein Luftspalt 41 verbleibt (Fig. 5). Dabei kann bei entsprechender Beaufschlagung der Spule 33 die Ankerscheibe 36 in Schwingungen versetzt werden. Anderseits ändert sich bei einer Bewegung der Ankerscheibe 36 gegenüber dem Magnetring 32 und der Spule 33 die Induktivität der letzteren. Dies kann zur Gewinnung von den Schwingungen der Ankerscheibe 36 entsprechenden Signalen ausgenutzt werden, wobei die Schwingungen der Ankerscheibe durch die beim Sprechen des Benutzers auftretenden Schwingungen seines Schädelknochens ausgelöst werden. Die Ankerscheibe 36 ist mit Gewindestiften 37 versehen, die die Haube 38 des Gehäuses des Wandlers 5 durchsetzen und zur Verbindung des ganzen Systems mit der Haube 38 mittels Muttern 39 dienen. Dadurch werden die Schwingungen der Ankerplatte 36 auf die Haube 38 und von dieser auf die Conduktorplatte 30 übertragen, wie auch anderseits Schwingungen der Conduktorplatte 30 über die Haube 38 auf die Ankerscheibe 36 übertragen werden, sodaß der Wandler sowohl elektrische Signale in mechanische Schwingungen umsetzt, wie auch mechanische Schwingungen in elektrische Signale umsetzt. Der Grundkörper 31, der als Masseteil ausgebildet ist und z.B. aus Messing hergestellt ist, bildet zusammen mit dem Magnetring 32 und der Spule 33 den weitaus überwiegenden Teil der Masse des Wandlers wodurch ein gutes Betriebsverhalten des Wandlers gewährleistet ist. Weiters ist noch eine Abdeckung 40 vorgesehen, die eine Vertiefung der Haube 38 verschließt. Für den Anschluß des Wandlers ist dieser mit Kontaktfedern 43 versehen, zwischen deren Windungen ein üblicher Stecker 42 einschiebbar ist, für dessen Aufnahme das Gehäuse 38 mit einer Öffnung versehen ist. Diese Kontaktfeder 43 ist über Leitungen mit der Spule 33 verbunden. Der Wandler 5, der vorzugsweise dicht gekapselt ist, wird zweckmäßigerweise mittels eines Bügels 44 gegen das Mastoid 45 des Benutzers gepreßt. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, ist der Bügel 44 in üblicher Weise mehrteilig ausgebildet, um durch eine kardanische Aufhängung eine Anpassung an die Kopfform des Benutzers zu ermöglichen. Patentansprüche 1. Kommunikationssystem mit mindestens einem, mit einem elektroakustischen dynamischen Wandler verbundenen und mit einer Übertragungsleitung in Verbindung stehenden Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (5) in beiden Richtungen betreibbar ist, d.h. mechanische Schwingungen in elektrische Signale umsetzt bzw. elektrische Signale in mechanische Schwingungen umsetzt, und eine zur Anlage an einem Schädelknochen vorgesehene Conduktorplatte (30) aufweist, wobei der Wandler (5) über eine Schalterkombination (2, 6; 20, 21, 60, 61) wahlweise mit dem Ausgang eines eingangsseitig mit der Übertragungsleitung (1) verbindbaren Verstärkers (3) oder mit dem Eingang eines ausgangsseitig an die Übertragungsleitung (1) anschließbaren Verstärkers (4) verbindbar ist.
2. 2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkombination durch zwei Paare von gemeinsam manuell betätigbaren Schaltern, oder zwei Wechslern (2, 6) gebildet ist, deren Wurzeln mit der Übertragungsleitung (1) bzw. dem Wandler (5) verbunden sind.
3. 3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (7, 70, 71) zur Ansteuerung der einzelnen Schalter (20, 21, 60, 61) der Schalterkombination vorgesehen ist, die von der Übertragungsleitung (1) kommende und vom Wandler (5) kommende Sprachsignale getrennt erfaßt und die entsprechenden Schalter (2, 6; 20, 21, 60, 61) ansteuert. 4 AT 401 594 B
4. 4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung je einem Verstärker (3, 4) zugeordnete Schwellwertschalter (70, 71) zur Erfassung von Sprach- bzw. Tonsignalen und eine mit diesen verbundene Logikschaltung (7) aufweist, die die entsprechenden Paare von Schaltern (20, 60; 21,61) steuert.
5. 5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise ein elektromagnetisches System aufweisende Wandler (5) dicht gekapselt ist.
6. 6. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein in einem als Massekörper dienenden Grundkörper (31) angeordnetes, mit einer Spule (33) versehenes Magnetsystem aufweist und an dem Grundkörper (31) eine eine ferromagnetische Ankerscheibe (36) haltende Ankerfeder (35) befestigt ist, wobei die Ankerscheibe (36) mit dem Gehäuse (38) des Wandlers (5) und dieses mit der Conduktorplatte (30) fest verbunden ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 5