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PATENTANSPRÜCHE
1. Sprechgerät zum Einsetzen in einen Schutzhelm für Kraftfahrzeugbenützer, insbesondere Motorradfahrer, mit einem Mikrophon, einem Hörer, einer Sende- und einer Empfangseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Komponenten (10, 11, 14, 16, 26, 27) auf einer einzigen gekrümmten Leiterplatte (7) angeordnet sind und die Sende- und die Empfangseinrichtung (14, 16; 26, 27) je einen Elektromagneten (19, 20; 24, 25) zum Erzeugen eines magnetischen Streufeldes aufweisen.
2. Sprechgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Leiterplatte (7) breiter ist als das andere Ende der Leiterplatte und dass der Hörer (10) und die Elektromagnete (19, 20; 24, 25) im breiteren Endbereich und das Mikrophon (11) im schmäleren Endbereich der Leiterplatte angeordnet ist.
3. Sprechgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Mikrophon (11) und dem Hörer (10) 15-20 cm, vorzugsweise etwa 17 cm, beträgt.
4. Sprechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnete (19, 20; 24, 25) im breiteren Endbereich der Leiterplatte (7) angeordnet sind.
5. Sprechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung einen an das Mikrophon (11) angeschlossenen Vorverstärker (14) und eine einen Sperreingang (22) aufweisende Sendestufe (16) aufweist, deren Ausgang mit der Wicklung (19) des zugeordneten Elektromagneten verbunden ist, dass die Empfangseinrichtung einen einen Sperreingang (29) aufweisenden Empfangsverstärker (26) und eine Ausgangsstufe (27) aufweist, deren Ausgang mit dem Hörer (10) verbunden ist, und dass eine Sprechschaltvorrichtung (18) zum Sperren der Sendestufe (16) und Freigeben des Empfangsverstärkers (26) vorhanden ist, wenn das Ausgangssignal des Vorverstärkers einen Sollwert nicht erreicht.
6. Sprechgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprechschaltvorrichtung (18) eine Trennstufe (36) mit einstellbarem Verstärkungsgrad, einen Spitzendetektor (41), einen Komparator (45) und einen Inverter (48) umfasst.
7. Sprechgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenschaltung mit einem Widerstand (42) und einem Kondensator (43) vorhanden ist, und dass der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand und dem Kondensator über eine Diode (44) mit dem Ausgang des Spitzendetektors (41) und über einen weiteren Widerstand (46) mit dem einen Eingang des Komparators (45) verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ein Sprechgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind schon Sprechgarnituren für Motorradfahrer bekannt, welche Sprechgarnituren gestatten, dass sich der Lenker des Motorrades mit dem Beifahrer auf demselben Motorrad während der Fahrt mühelos verständigen kann. Eine solche Sprechgarnitur umfasst zwei Mikrophone, zwei Hörer und ein Gehäuse, das über ein erstes Mehrfachkabel mit dem einen Mikrophon und dem einen Hörer und über ein zweites Mehrfachmikrophon und dem anderen Hörer verbunden ist. Im Gehäuse sind Verstärkerschaltungen und die zum Betrieb derselben notwendige Batterie untergebracht. Diese bekannten Sprechgarnituren erfüllen ihren Zweck sehr gut, besitzen jedoch den Nachteil, dass vor Fahrbeginn die Verbindungskabel zusammengesteckt und nach der Fahrt diese Verbindungskabel wieder getrennt werden müssen.
Zudem ist es notwendig, dass das genannte Gehäuse in einer Tasche des Schutzanzuges des Lenkers oder des Beifahrer versorgt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Sprechgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich auf einfache Weise in einen Schutzhelm einsetzen lässt und mit dem eine Sprechverbindung mit einem zweiten in einen anderen Schutzhelm eingesetzten Sprechgerät dieser Art aufgenommen werden kann, ohne dass man auf Kabelverbindungen angewiesen ist. Obwohl zur Sprechverbindung keine Kabelverbindungen notwendig sind, soll die Sprechgarnitur keine elektromagnetischen Wellen abstrahlen.
Das erfindungsgemässe Sprechgerät ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Schutzhelm für Motorradfahrer in schaubildlicher Darstellung, in den ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Sprechgerätes eingesetzt ist,
Fig. 2 die Ansicht des in der Fig. 1 gestrichelt dargestellten Sprechgerätes von vorn,
Fig. 3 die Draufsicht auf dieses Sprechgerät,
Fig. 4 das Blockschema des Sprechgerätes und
Fig. 5 die Schaltungsanordnung von zwei Teilen des in der Fig. 4 dargestellten Blockschema des Sprechgerätes.
In der Fig. 1 ist ein Schutzhelm 1 für Motorradfahrer schaubildlich dargestellt. Der Schutzhelm 1 umfasst eine Schale 2 mit einer Sichtöffnung 3, welche durch ein an der Schale 2 angelenktes Visier verschliessbar ist. Die Innenseite der Schale 2 ist mit einem Polster 5 ausgelegt. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Sprechgerätes 6 ist zwischen die Innenwand der Schale 2 und dem Polster 5 eingesetzt. Die Form des Sprechgerätes 6 ist so ausgewählt, dass sie wenigstens angenähert der Innenform des ihm benachbarten Teiles der Schale 2 entspricht. Die spezielle Form des Sprechgerätes 6 und die federnde Wirkung des Polsters 5 genügen, um das Sprechgerät 6 ohne weitere Befestigungsmittel an der richtigen Stelle zu halten.
Die Fig. 2 und 3 zeigen das Sprechgerät 6 in der Frontansicht bzw. in der Draufsicht. Die Form des Sprechgerätes wird zur Hauptsache durch die Form einer Leiterplatte 7 bestimmt, auf welcher sämtliche Komponenten des Sprechgerätes 6 angeordnet sind. Die Leiterplatte 7 besitzt einen breiteren Endbereich 8 und einen schmäleren Endbereich 9. Ausgehend vom breiten Endbereich 8 ist der mittlere Bereich und der schmale Endbereich 8 der Leiterplatte 7 gekrümmt und damit der Form der Innenseite der Schale 2 des Schutzhelmes 1 angepasst.
Am breiteren Endbereich 8 der Leiterplatte 7 ist ein Hörer 10 befestigt, welcher die von ihm erzeugten Schallwellen nach innen abstrahlt. Am schmäleren Endbereich 9 der Leiterplatte 7 ist ein Mikrophon 11 angeordnet, dessen Richtcharakteristik ebenfalls nach innen gerichtet ist. Sowohl der Hörer 10 als auch das Mikrophon 11 sind durch ein Schaumstoffpolster 12 bzw.
13 abgedeckt.
Die Fig. 4 zeigt das Blockschema der Schaltungsanordnung des Sprechgerätes gemäss den Fig. 3 und 4, welche Schaltungsanordnung auf der Leiterplatte 7 angeordnet ist. Die vom Mikrophon 11 erzeugten Sprechsignale werden einem Vorverstärker 14 zugeführt. Als Mikrophon eignet sich insbesondere ein Elektromikrophon mit einer nicht dargestellten integrierten FET-Impedanzwandlerstufe. Das am Ausgang des Vorverstärkers 14 auftretende verstärkte Sprechsignal gelangt einerseits über einen Leiter 15 zu einer Sendestufe 16 und andererseits über einen Leiter 17 zu einer Sprechschaltvorrichtung 18. Die Sendestufe 16 besitzt einen nicht näher dargestellten Leistungsverstärker, dessen Ausgang an eine Wicklung 19 eines Elektromagneten angeschlossen ist. Diese Wicklung umgibt einen stabförmigen laminierten Eisenkern 20.
Der aus der Wicklung 19 und dem Eisenkern 20 gebildete Elektromagnet erzeugt bei entsprechendem Stromfluss durch die Wicklung 19 ein magnetisches Streufeld. Nebst dem einen Eingang 21 für das Sprechsignal besitzt die Sendestufe 16 noch einen weiteren Eingang 22 für ein von der Sprechschaltvorrichtung 18 erzeugtes Sperrsi
gnal, welches dem weiteren Eingang 22 über einen Leiter 23 zugeführt wird.
Wenn das Mikrophon 11 nicht oder nur ungenügend besprochen wird, erzeugt die Sprechschaltvorrichtung 18 auf eine weiter unten mit Bezugnahme auf die Fig. 5 beschriebene Weise das Sperrsignal, das die Sendestufe 16 blockiert. Erst wenn das Sprechsignal einen Sollwert überschreitet verschwindet das Sperrsignal auf dem Leiter 23 und die Sendestufe 16 ist entsperrt, so dass die Sprechsignale mit ausreichender Leistung zur Wicklung 19 gelangen. Der Vorverstärker und die Sendestufe bilden zusammen die Sendeeinrichtung.
Wenn sich ein eine Wicklung 24 und einen stabförmigen laminierten Eisenkern 25 umfassender Elektromagnet im Streufeld des sendeseitigen Elektromagneten eines zweiten Sprechgerätes befindet, wird in der Wicklung 24 eine Wechselspannung induziert, die in einem Empfangsverstärker 26 verstärkt und einer Ausgangsstufe 27 zugeführt wird. Der Empfangsverstärker 26 besitzt nebst dem mit der Wicklung 24 verbundenen Eingang 28 einen weiteren Eingang 29 für ein weiteres von der Sprechschaltvorrichtung erzeugtes Sperrsignal, das dem weiteren Eingang 29 über einen Leiter 30 zugeführt wird. Das weitere Sperrsignal auf dem Leiter 30 tritt nur dann auf, wenn die Sprechschaltvorrichtung 18 feststellt, dass die Sprechsignale den genannten Sollwert überschreiten. Mit anderen Worten ist das weitere Sperrsignal auf dem Leiter 30 das invertierende erstgenannte Sperrsignal auf dem Leiter 23.
Aus den obigen Darlegungen ergibt sich, dass die Sendestufe
16 und der Empfangsverstärker 26 nicht gleichzeitig arbeiten, sondern dass in Abhängigkeit des Pegels der Sprechsignale am Eingang der Sprechschaltvorrichtung 18 nur entweder die Sendestufe 16 oder der Empfangsverstärker betriebsbereit sind.
Das Sprechgerät gemäss der Fig. 4 umfasst weiter einen Stromversorgungsteil 31, an dessen Eingangsklemmen 32 eine nicht dargestellte Batterie angeschlossen wird. Der Stromversorgungsteil 31 weist zwei Ausgänge 33 und 34 auf. Am Ausgang 33 wird die für die oben beschriebenen Komponenten notwendige Speisespannung Vs geliefert und am Ausgang 34 steht eine Bezugsspannung VB zur Verfügung, welche für die Sendestufe 16, die Sprechschaltvorrichtung 18 und den Empfangsvertärker 26 benötigt wird. Die eine der Eingangsklemmen 32 ist über einen Schalter 35 mit dem Stromversorgungsteil 31 verbunden, so dass das Sprechgerät ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.
Die Fig. 5 zeigt das Schaltschema der Sprechschaltvorrichtung 18 und des Empfangsverstärkers 26. Die am Ausgang des Vorverstärkers 14 auftretenden Sprechsignale werden dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 36 zugeführt, dessen Ausgang über eine Parallelschaltung aus einem veränderbaren Widerstand 37 und einem Kondensator 38 gegengekoppelt ist. Dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 36 wird die vom Stromversorgungsteil 31 gelieferte Bezugsspannung VB zugeführt. Am Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist ein aus zwei Widerständen 39 und 40 bestehender Spannungsteiler angeschlossen. Die unterteilte Sprechsignalspannung wird dem invertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers 41 zugeführt. An den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 41 ist die Bezugsspannung VB angelegt.
Die Widerstände 39 und 40 sind so dimensioniert, dass der Spannungspegel, welcher dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 41 zugeführt wird, kleiner ist als die
Bezugsspannung VB, wenn das Mikrophon nicht besprochen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 41 positiv, d.h. praktisch gleich der Speisespannung Vs.
Über einen Widerstand 42 wird ein Kondensator 43 auf die Speisespannung Vs aufgeladen. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 42 und dem Kondensator 43 ist über eine Diode 44 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 41 verbunden, so dass, wenn die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 41 positiv ist, der Kondensator 43 nicht entladen wird. Wenn die dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 41 zugeführte Spannung grösser wird als die Bezugsspannung VB, was bei ausreichender Besprechung des Mikrophons 11 der Fall ist, so sinkt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 41 ab und der Kondensator 43 wird über die Diode 44 entladen. Die am Kondensator 43 anliegende Spannung wird durch einen als Komparator geschalteten Operationsverstärkers 45 überwacht.
Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 45 ist über einen hochohmigen Widerstand 46 mit dem Kondensator 43 verbunden, damit der Operationsverstärkers 45 keinen Einfluss auf den Ladezustand des Kondensators 43 ausübt. Dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 45 wird die Bezugsspannung VB zugeführt. Solange der Kondensator 43 aufgeladen ist, erzeugt der als Komparator wirkende Operationsverstärkers 45 ein positives Ausgangssignal, das als Sperrsignal über eine Diode 46' dem Sperreingang 22 der Sendestufe 16 zugeführt wird.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 45 ist über einen Widerstand 47 an den invertierenden Eingang eines als Inverter dienenden Operationsverstärkers 48 angeschlossen, an dessen nichtinvertierenden Eingang die Bezugsspannung VB angelegt ist. Die Ausgangsspannung des als Inverter wirkenden Operationsverstärkers 48 wird als Sperrsignal über eine Diode 49 dem Sperreingang 29 des Empfangsverstärkers 26 zugeführt. Der als Inverter geschaltete Operationsverstärker 48 sorgt demnach dafür, dass je nach Ausgangsspannung des als Komparator wirkenden Operationsverstärkers 45 ein positives Sperrsignal entweder der Sendestufe 16 oder dem Empfangsverstärker 26 zugeführt wird.
Der Kondensator 43 wird über die Diode 44 schnell entladen, wenn die dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 41 zugeführte Spannung grösser wird als die Bezugsspannung Vg und wird relativ langsam über dem Widerstand 42 aufgeladen, wenn die Spannung am genannten invertierenden Eingang unter die Bezugsspannung VB sinkt. Dies hat zur Folge, dass beim Besprechen des Mikrophons 11 mit ausreichender Lautstärke die Sendestufe 16 sehr rasch freigegeben und der Empfangsverstärker 26 sehr rasch gesperrt wird. Die Umschaltung von Senden auf Empfang erfolgt mit einer Zeitverzögerung. Damit wird ein Zerfallen des Sprachbildes durch zu schnelles Zurückschalten vom Sende- auf den Empfangsbetrieb vermieden und durch das schnelle Ansprechen des Schaltens vom Empfangs- zum Sendebetrieb wird vermieden, dass im Sendebetrieb die ersten Silben verloren gehen.
Die Fig. 5 zeigt auch das Schaltschema des Empfangsverstärkers 26. Die Wicklung 24 des zugeordneten Elektromagneten ist an eine einen Widerstand 50 und einen Kondensator 51 umfassende Parallelschaltung angeschaltet. Der Kondensator 51 dient zur Reduktion des Rauschens bzw. zum Unterdrücken von in der Wicklung 24 induzierten Signalen mit hohen Frequenzen und der Widerstand 50 dient zur Impedanzanpassung an eine nachfolgende, einen Operationsverstärker 52 umfassende Verstärkerschaltung. Der Operationsverstärker 52 ist über einen Widerstand 53 und einen Kondensator 54 rückgekoppelt und sein Ausgang ist über einen Kondensator 55 mit dem Eingang der Ausgangsstufe 27 verbunden.
Die in der Wicklung 24 induzierte Signalspannung wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 über einen Kondensator 56 und einen Widerstand 57 zugeführt, wobei der Sperreingang 29 direkt mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 verbunden ist. Dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 wird die Bezugsspannung VB zugeführt. Wenn die Spannung, die dem Sperreingang 29 zugeführt wird, kleiner ist als die Bezugsspannung VB, SO ist der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 52 praktisch gleich Null und die in der Wicklung 24 induzierte Spannung wird nicht verstärkt.
Der Abstand zwischen den Zentren des Hörers 10 und des Mikrophons 11 des oben beschriebenen Sprechgerätes ist 15-20 cm, vorzugsweise 17 cm, so dass sich bei in dem Schutzhelm 1 eingesetztem Sprechgerät und aufgesetztem Schutzhelm der Hörer 10 bei dem Ohr und das Mikrophon 11 vor dem Mund des Trägers des Schutzhelmes befinden.
Die zum Betrieb des Sprechgerätes notwendige Batterie ist über ein flexibles zweiadriges Kabel mit dem Sprechgerät verbunden, wobei die Batterie ebenfalls zwischen der Schale 2 des Schutzhelmes 1 und dem Polster 5 an geeigneter Stelle untergebracht ist.
Das magnetische Streufeld der Elektromagneten 19, 20 bzw.
24, 25, die dem Elektromagneten 19, 20 zugeführte Leistung sowie die Empfindlichkeit des an den Elektromagneten 24, 25 angeschlossenen Empfangsverstärkers 26 sind so ausgelegt, dass eine gute Verständigung erreicht wird, bis zu einer Distanz von etwa 1,2 m zwischen zwei der oben beschriebenen Sprechgeräte.
Der Sollwert der Ausgangsspannung des Vorverstärkers 14, bei welchem Sollwert die automatische Umschaltung vom Empfang- auf Sendebetrieb stattfindet, kann mit dem veränder baren Widerstand 37, mit dem der Operationsverstärkers 36 gegengekoppelt ist, eingestellt werden. Das oben beschriebene Sprechgerät strahlt keine HF-Signale ab, d.h., es ist zum Betrieb derartiger Sprechgeräte keine Sendekonzession von der Postverwaltung notwendig.
Weil das oben beschriebene Sprechgerät in den Schutzhelm 1 eingesetzt wird, kann auf ein spezielles Gehäuse für die Leiterplatte 7 mit ihren Komponenten verzichtet werden, da im eingesetzten Zustand das Sprechgerät ausreichend durch die Schale 2 des Schutzhelmes 1 geschützt ist. In vorteilhafter Weise wird die fertig bestückte gekrümmte Leiterplatte 7 mit einem Schutzlack überzogen, damit die Komponenten vor Feuchtigkeit geschützt sind. Der Verzicht auf ein besonderes Gehäuse für das oben beschriebene Sprechgerät wirkt sich im Preis desselben sehr günstig aus.
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PATENT CLAIMS
1. Talking device for insertion into a protective helmet for motor vehicle users, in particular motorcyclists, with a microphone, a handset, a transmitting and a receiving device, characterized in that the said components (10, 11, 14, 16, 26, 27) on a Single curved circuit board (7) are arranged and the transmitting and receiving device (14, 16; 26, 27) each have an electromagnet (19, 20; 24, 25) for generating a magnetic stray field.
2. Intercom device according to claim 1, characterized in that one end of the circuit board (7) is wider than the other end of the circuit board and that the receiver (10) and the electromagnets (19, 20; 24, 25) in the wider end region and that Microphone (11) is arranged in the narrower end region of the circuit board.
3. Talking device according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the microphone (11) and the receiver (10) is 15-20 cm, preferably about 17 cm.
4. Talking device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electromagnets (19, 20; 24, 25) are arranged in the wider end region of the printed circuit board (7).
5. Talking device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission device has a preamplifier (14) connected to the microphone (11) and a transmission stage (16) having a lock input (22), the output of which with the winding (19 ) of the associated electromagnet, that the receiving device has a receiving amplifier (26) having a blocking input (29) and an output stage (27), the output of which is connected to the receiver (10), and that a speech switching device (18) for blocking the Transmission stage (16) and release of the receive amplifier (26) is present when the output signal of the preamplifier does not reach a setpoint.
6. Talking device according to claim 5, characterized in that the speech switching device (18) comprises a separation stage (36) with an adjustable gain, a peak detector (41), a comparator (45) and an inverter (48).
7. Talking device according to claim 6, characterized in that a series circuit with a resistor (42) and a capacitor (43) is present, and that the connection point between the resistor and the capacitor via a diode (44) with the output of the peak detector ( 41) and via a further resistor (46) to the one input of the comparator (45).
The invention relates to a speech device according to the preamble of patent claim 1.
Headsets for motorcyclists are already known, which headsets allow the handlebars of the motorcycle to easily communicate with the passenger on the same motorcycle while driving. Such a headset comprises two microphones, two earphones and a housing which is connected via a first multiple cable to one microphone and one earpiece and via a second multiple microphone and the other earpiece. Amplifier circuits and the battery required to operate the same are accommodated in the housing. These known headsets serve their purpose very well, but have the disadvantage that the connecting cables are plugged together before starting the journey and these connecting cables have to be disconnected again after the journey.
In addition, it is necessary for the housing mentioned to be supplied in a pocket in the protective suit of the driver or the front passenger.
It is an object of the invention to provide a speaking device of the type mentioned at the outset which can be easily inserted into a protective helmet and with which a speech connection with a second speaking device of this type inserted into another protective helmet can be established without having to rely on cable connections is instructed. Although no cable connections are necessary for the voice connection, the headset should not emit any electromagnetic waves.
The speech device according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it
1 is a protective helmet for motorcyclists in a diagrammatic representation, in which an embodiment of the speaking device according to the invention is used,
2 shows the view of the speech device shown in dashed lines in FIG. 1 from the front,
3 shows the top view of this speech device,
Fig. 4 shows the block diagram of the intercom and
Fig. 5 shows the circuit arrangement of two parts of the block diagram of the speaking device shown in Fig. 4.
1 shows a protective helmet 1 for motorcyclists. The protective helmet 1 comprises a shell 2 with a viewing opening 3, which can be closed by a visor articulated on the shell 2. The inside of the shell 2 is designed with a cushion 5. An embodiment of the speaking device 6 according to the invention is inserted between the inner wall of the shell 2 and the cushion 5. The shape of the speaking device 6 is selected such that it corresponds at least approximately to the inner shape of the part of the shell 2 adjacent to it. The special shape of the speaking device 6 and the resilient effect of the cushion 5 are sufficient to hold the speaking device 6 in the right place without any further fastening means.
2 and 3 show the speaking device 6 in the front view and in the top view. The shape of the speaking device is mainly determined by the shape of a printed circuit board 7 on which all components of the speaking device 6 are arranged. The printed circuit board 7 has a wider end region 8 and a narrower end region 9. Starting from the wide end region 8, the middle region and the narrow end region 8 of the printed circuit board 7 are curved and thus adapted to the shape of the inside of the shell 2 of the protective helmet 1.
A receiver 10 is attached to the wider end region 8 of the printed circuit board 7 and emits the sound waves generated by it inwards. A microphone 11 is arranged on the narrower end region 9 of the printed circuit board 7, the directional characteristic of which is also directed inwards. Both the receiver 10 and the microphone 11 are covered by a foam pad 12 or
13 covered.
FIG. 4 shows the block diagram of the circuit arrangement of the speech device according to FIGS. 3 and 4, which circuit arrangement is arranged on the printed circuit board 7. The speech signals generated by the microphone 11 are fed to a preamplifier 14. An electric microphone with an integrated FET impedance converter stage (not shown) is particularly suitable as the microphone. The amplified speech signal occurring at the output of the preamplifier 14, on the one hand, arrives at a transmission stage 16 via a conductor 15 and, on the other hand, reaches a speech switching device 18 via a conductor 17. The transmission stage 16 has a power amplifier, not shown, whose output is connected to a winding 19 of an electromagnet . This winding surrounds a rod-shaped laminated iron core 20.
The electromagnet formed from the winding 19 and the iron core 20 generates a magnetic stray field when the current flows through the winding 19 accordingly. In addition to the one input 21 for the speech signal, the transmission stage 16 also has a further input 22 for a blocking signal generated by the speech switching device 18
signal, which is fed to the further input 22 via a conductor 23.
If the microphone 11 is not or only insufficiently discussed, the speech switching device 18 generates the blocking signal which blocks the transmission stage 16 in a manner described below with reference to FIG. 5. Only when the speech signal exceeds a desired value does the blocking signal on the conductor 23 disappear and the transmission stage 16 is unlocked, so that the speech signals reach the winding 19 with sufficient power. The preamplifier and the transmitter stage together form the transmitter.
If an electromagnet comprising a winding 24 and a rod-shaped laminated iron core 25 is located in the stray field of the transmitting electromagnet of a second speech device, an alternating voltage is induced in the winding 24, which is amplified in a receiving amplifier 26 and fed to an output stage 27. In addition to the input 28 connected to the winding 24, the reception amplifier 26 has a further input 29 for a further blocking signal generated by the speech switching device, which is fed to the further input 29 via a conductor 30. The further blocking signal on the conductor 30 occurs only when the speech switching device 18 determines that the speech signals exceed the specified target value. In other words, the further blocking signal on conductor 30 is the inverting first-mentioned blocking signal on conductor 23.
From the above it follows that the transmission stage
16 and the receiving amplifier 26 do not work simultaneously, but that, depending on the level of the speech signals at the input of the speech switching device 18, only either the transmitting stage 16 or the receiving amplifier are ready for operation.
4 further comprises a power supply part 31, to the input terminals 32 of which a battery, not shown, is connected. The power supply part 31 has two outputs 33 and 34. The supply voltage Vs required for the components described above is supplied at the output 33 and a reference voltage VB is available at the output 34, which is required for the transmitting stage 16, the speech switching device 18 and the receiving amplifier 26. One of the input terminals 32 is connected to the power supply part 31 via a switch 35, so that the speech device can be switched on or off.
5 shows the circuit diagram of the speech switching device 18 and the receiving amplifier 26. The speech signals occurring at the output of the preamplifier 14 are fed to the inverting input of an operational amplifier 36, the output of which is negative-coupled via a parallel circuit comprising a variable resistor 37 and a capacitor 38. The reference voltage VB supplied by the power supply part 31 is fed to the non-inverting input of the operational amplifier 36. A voltage divider consisting of two resistors 39 and 40 is connected to the output of the operational amplifier 36. The divided speech signal voltage is fed to the inverting input of a further operational amplifier 41. The reference voltage VB is applied to the non-inverting input of the operational amplifier 41.
The resistors 39 and 40 are dimensioned such that the voltage level which is fed to the inverting input of the operational amplifier 41 is smaller than that
Reference voltage VB when the microphone is not discussed. At this time, the output voltage of the operational amplifier 41 is positive, i.e. practically equal to the supply voltage Vs.
A capacitor 43 is charged to the supply voltage Vs via a resistor 42. The connection point between the resistor 42 and the capacitor 43 is connected to the output of the operational amplifier 41 via a diode 44, so that when the output voltage of the operational amplifier 41 is positive, the capacitor 43 is not discharged. When the voltage supplied to the inverting input of the operational amplifier 41 becomes greater than the reference voltage VB, which is the case when the microphone 11 is sufficiently discussed, the output voltage of the operational amplifier 41 drops and the capacitor 43 is discharged via the diode 44. The voltage across capacitor 43 is monitored by an operational amplifier 45 connected as a comparator.
The non-inverting input of operational amplifier 45 is connected to capacitor 43 via a high-resistance resistor 46, so that operational amplifier 45 has no influence on the state of charge of capacitor 43. The reference voltage VB is supplied to the inverting input of the operational amplifier 45. As long as the capacitor 43 is charged, the operational amplifier 45 acting as a comparator generates a positive output signal which is fed as a blocking signal to the blocking input 22 of the transmission stage 16 via a diode 46 '.
The output of the operational amplifier 45 is connected via a resistor 47 to the inverting input of an operational amplifier 48 serving as an inverter, to whose non-inverting input the reference voltage VB is applied. The output voltage of the operational amplifier 48 acting as an inverter is supplied as a blocking signal via a diode 49 to the blocking input 29 of the receiving amplifier 26. The operational amplifier 48, which is connected as an inverter, accordingly ensures that, depending on the output voltage of the operational amplifier 45 acting as a comparator, a positive blocking signal is supplied to either the transmitting stage 16 or the receiving amplifier 26.
The capacitor 43 is rapidly discharged via the diode 44 when the voltage supplied to the inverting input of the operational amplifier 41 is greater than the reference voltage Vg and is charged relatively slowly via the resistor 42 when the voltage at the inverting input drops below the reference voltage VB. The result of this is that when the microphone 11 is talked about with sufficient volume, the transmitting stage 16 is released very quickly and the receiving amplifier 26 is blocked very quickly. Switching from sending to receiving takes place with a time delay. This avoids a disintegration of the speech picture due to switching back too quickly from the transmit mode to the receive mode, and the rapid response of the switch from the receive mode to the transmit mode prevents the first syllables from being lost in the transmit mode.
5 also shows the circuit diagram of the receiving amplifier 26. The winding 24 of the associated electromagnet is connected to a parallel circuit comprising a resistor 50 and a capacitor 51. The capacitor 51 serves to reduce the noise or to suppress signals with high frequencies induced in the winding 24, and the resistor 50 is used to match the impedance to a subsequent amplifier circuit comprising an operational amplifier 52. The operational amplifier 52 is fed back via a resistor 53 and a capacitor 54 and its output is connected via a capacitor 55 to the input of the output stage 27.
The signal voltage induced in the winding 24 is fed to the inverting input of the operational amplifier 52 via a capacitor 56 and a resistor 57, the blocking input 29 being connected directly to the inverting input of the operational amplifier 52. The reference voltage VB is supplied to the non-inverting input of the operational amplifier 52. If the voltage supplied to the blocking input 29 is less than the reference voltage VB, SO the amplification factor of the operational amplifier 52 is practically zero and the voltage induced in the winding 24 is not amplified.
The distance between the centers of the handset 10 and the microphone 11 of the above-described speech device is 15-20 cm, preferably 17 cm, so that when the speech device is inserted into the protective helmet 1 and the protective helmet is put on, the handset 10 is in front of the ear and the microphone 11 the mouth of the wearer of the protective helmet.
The battery required to operate the intercom is connected to the intercom via a flexible two-wire cable, the battery also being accommodated between the shell 2 of the protective helmet 1 and the cushion 5 at a suitable point.
The stray magnetic field of the electromagnets 19, 20 and
24, 25, the power supplied to the electromagnet 19, 20 and the sensitivity of the receiving amplifier 26 connected to the electromagnet 24, 25 are designed such that good communication is achieved, up to a distance of approximately 1.2 m between two of the above described walkie-talkies.
The setpoint of the output voltage of the preamplifier 14, at which setpoint the automatic switchover from reception to transmission operation takes place, can be set with the variable resistor 37, with which the operational amplifier 36 is fed back. The speech device described above does not emit any RF signals, i.e. no transmission license from the postal administration is required to operate such speech devices.
Because the above-described speech device is inserted into the protective helmet 1, a special housing for the printed circuit board 7 and its components can be dispensed with, since the inserted speech device is adequately protected by the shell 2 of the protective helmet 1. The fully assembled curved printed circuit board 7 is advantageously covered with a protective lacquer so that the components are protected against moisture. The omission of a special housing for the above-mentioned speech device has a very favorable price.