DE10059470B4

DE10059470B4 - Verfahren zur Einstellung eines Schallpegels in einem Mobiltelefon

Info

Publication number: DE10059470B4
Application number: DE2000159470
Authority: DE
Inventors: Frédéric Heurtaux
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: FR2802044A1; FR2802044B1; GB2359947A; DE10059470A1; GB2359947B; GB0029330D0

Abstract

Verfahren zur Einstellung eines Schallpegels einer akustischen Welle (23), die von einem Mobiltelefon (1) erzeugt wird, mit Hilfe eines Funkübertragungskanals (11), der an einem Eingang (12) ein Funksignal empfängt, bei dem:
– in dem Funkkanal (11) ein normaler Hörbereich definiert wird, der einerseits von einer der maximalen erträglichen Schmerzgrenze entsprechenden Schwelle (MAXIMALE SCHWELLE) und andererseits von einer der minimalen Hörbarkeitsgrenze entsprechenden Schwelle (MINIMALE SCHWELLE) begrenzt ist;
– ein akustisches Signal mit Hilfe eines Lautsprechers (14) erzeugt wird;
wobei
– in dem Funkkanal (11) im Mobiltelefon (1) ein Digital-Analog-Wandler (27) und ein Analog-Volumenverstärker (29) mit variabler Leistung angeordnet werden, und
– nach der Erfassung einer Erhöhung der Amplitude des Funksignals an einer Stelle im Funkkanal (11) vor den Analogverstärkern (29, 30) über die MAXIMALE SCHWELLE die Amplitude des akustischen Signals automatisch gedämpft wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
– ein zuschaltbarer Analog-Freisprechverstärker (30) in dem Funkkanal...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Schallpegels in einem Mobiltelefon nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der US 5 630 014 A bekannt.

Die dort beschriebene Erfindung ist auf ein Mobiltelefon gerichtet, welches mit einer Freisprechfunktion versehen ist. Die Freisprechfunktion in einem Mobiltelefon entspricht der Möglichkeit, mit Hilfe eines Telefons sprechen zu können, ohne das Telefon ans Ohr halten zu müssen. Diese Möglichkeit wird durch Verstärkungsmittel gewährleistet, die den Schallpegel eines akustischen Signals über einen maximalen Schallpegel hinaus erhöhen können, der sonst einer normalen Verwendung des Telefons zugeordnet ist. Eine normale Verwendung entspricht bei einem Gespräch einer Verwendung des Telefons in der Nähe des Ohrs.

Der Begriff Pegel ist als ein Wert zu verstehen, der es ermöglicht, ein Signal zu quantifizieren. So ermöglicht es die Verwendung eines Ausdrucks, wie beispielsweise Schallpegel, sowohl eine mit einem entsprechenden Lautsignal verbundene Amplitude als auch eine Leistung dieses Signals zu bezeichnen. Jedoch in nicht eindeutigen Fällen wird der entsprechende Begriff, wie Amplitude oder Leistung, an Stelle des Begriffs Pegel verwendet.

Wenn derzeit ein Schallpegel eines Lautsignals kleiner als eine Hörbarkeitsschwelle oder einfach klein ist, steigert ein Benutzer des Mobiltelefons die Verstärkungsleistung dieses Lautsignals, indem er dazu mit der Volumeneinstellung verbundene Befehle verwendet. Wenn dieser Schallpegel kleiner als eine Hörbarkeitsschwelle ist und das Mobiltelefon mit der Freisprechfunktion versehen ist, kann der Benutzer nun die Freisprecheinrichtung auslösen, um das entsprechende Lautsignal maximal zu verstärken. In diesem Fall ist der Schallpegel ausreichend, so daß das zugehörige Signal hörbar wird.

Diese einfache Einstellung weist Probleme auf. Wenn nämlich der Benutzer die Freisprechfunktion aktiviert hat, um ein Signal vom Typ Flüstern maximal zu verstärken, kann es sein, daß dieses Signal einen Schallpegel annimmt, der höher als die Hörbarkeitsgrenze ist. In diesem Fall kann nun, wenn die Freisprechfunktion des Mobiltelefons aktiviert ist und sich der Lautsprecher des Mobiltelefons in der Nähe des Ohrs des Benutzers befindet, der Schallpegel in der Nähe des Ohrs bei weitem höher als eine erträgliche Schmerzgrenze sein. Dies führt zu mehr oder weniger großen Hörproblemen bei dem Benutzer.

Die vorliegende Erfindung soll diese Probleme lösen, indem sie ein Verfahren zur automatischen Einstellung des Schallpegels, bevor dieser die Schmerzgrenze überschreitet, vorschlägt. Wenn somit ein Benutzer einen Hörschallpegel des Mobiltelefons einstellt, um eine Dämpfung des Lautsignals zu vermeiden, wird nun mit der Erfindung ein Hörschallpegel automatisch verringert, sobald das Lautsignal eine Amplitude aufweist, die über einer maximalen Intensitätsgrenze liegt, die in dem Mobiltelefon definiert ist. Auf diese Weise wird das Ohr des Benutzers davor geschützt, Angriffen ausgesetzt zu werden, die auf eine plötzliche Erhöhung einer Amplitude des von dem Lautsprecher des Mobiltelefons verbreiteten Lautsignals zurückgehen.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Einstellung eines Schallpegels einer akustischen Welle, die von einem Mobiltelefon erzeugt wird, mit Hilfe eines Funkübertra gungskanales, der an einem Eingang ein Funksignal empfängt, bei dem:

– in dem Funkkanal ein normaler Hörbereich definiert wird, der einerseits durch eine einer maximal erträglichen Schmerzgrenze entsprechenden Schwelle und andererseits durch eine einer minimalen Hörbarkeitsgrenze entsprechenden Schwelle begrenzt ist;
– ein akustisches Signal mit Hilfe eines Lautsprechers erzeugt wird, wobei
– in dem Funkkanal im Mobiltelefon ein Digital-Analog-Wandler und ein Analog-Volumenverstärker mit variabler Leistung sowie ein Freisprech-Analogverstärker angeordnet werden; und
– nach der Erfassung einer Erhöhung der Amplitude des Funksignals an einer Stelle im Funkkanal vor den Analogverstärkern über die maximale Schwelle die Amplitude des akustischen Signals automatisch gedämpft wird,

dadurch gekennzeichnet, daß:

– ein zuschaltbarer Analog-Freisprechverstärker in dem Funkkanal angeordnet ist, und
– um das Funksignal in den normalen Hörbereich durch die Einstellung der Verstärkungsleistung des Funkkanals zurückzuführen, der Analog-Volumenverstärker und der Analog-Freisprech-Verstärker betätigt werden.

Die vorliegende Erfindung wird durch die Studie der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Figur besser verständlich. Diese hat nur hinweisenden Charakter und ist für die Erfindung keinesfalls einschränkend.

1 zeigt ein Beispiel einer Architektur eines Mobiltelefons 1, das den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Dieses Telefon 1 ist durch eine radioelektrische Welle 2 mit einer Basisstation 3 eines Mobiltelefonnetzes 4 verbunden. Das Telefon 1 umfaßt eine Sende- und Empfangsvorrichtung 5, die einerseits einen Sender 6 und andererseits einen Empfänger 7 umfaßt. In einem einfachen Beispiel ist der Sender 6 an ein Mikrofon 8 mit Hilfe von Zwischenschaltungen, die nicht dargestellt sind, angeschlossen, wie insbesondere beispielsweise einem Analog-Digital-Wandler. Der Sender 6 und der Empfänger 7 stehen über eine Antenne 9 miteinander in Kontakt, um Wellen 2 zu entsenden bzw. zu empfangen. Die Erfindung betrifft insbesondere den Empfangsteil der Wellen 2, die für ein Funksignal repräsentativ sind, d.h. für ein Stimmsignal. Folglich wird nur der den Empfang betreffende Teil erklärt. So ist die Aufgabe des Empfängers 7, Wellen 2, die von der Antenne 9 erhalten wurden, in Form zu bringen, und er erzeugt somit an einem Ausgang 10 ein Funksignal in digitaler Form.
Das Telefon 1 umfaßt unter anderem einen Übertragungskanal 11, der an einem Eingang 12 das an den Ausgang 10 gelieferte Funksignal empfängt, wobei der Eingang 12 mit dem Ausgang 10 verbunden ist. Der Kanal 11 hat die Aufgabe, das Funksignal, das am Eingang 12 in digitaler Form vorhanden ist, umzuwandeln und es in ein analoges Funksignal an einem Ausgang 13 umzuwandeln. Der Ausgang 13 ist überdies mit einem Lautsprecher 14 verbunden. Der Kanal 11 umfaßt unter anderem Mittel zur Einstellung einer Verstärkungsleistung für das am Ausgang 13 erzeugte Funksignal.
Das Telefon 1 umfaßt Mittel zur Kontrolle und Einstellung der Vorrichtung 5 sowie des Kanales 11. Diese Mittel sind insbesondere ein Mikroprozessor 15, der von einem Programm 16 in einem Programmspeicher 17 gesteuert wird, ein Arbeitsspeicher 18, eine Tastatur 19, die Tasten 191 bis 19n zur Steuerung und Kontrolle umfaßt. Die Vorrichtung 5, der Kanal 11 und die Elemente 15 bis 19 sind durch einen Daten-, Adress- und Steuerbus 20 verbunden.
Der Speicher 18 umfaßt an einer Stelle 21 einen MAXIMALEN SCHWELLEN-Wert einer maximal erträglichen Schmerzgrenze und an einer Stelle 22 einen MINIMALEN SCHWELLEN-Wert einer minimalen Hörbarkeitsgrenze. Der Unterschied zwischen dem Wert MAXIMALE SCHWELLE und dem Wert MINIMALE SCHWELLE ermöglicht es, einen normalen Hörbereich eines mit Hilfe des Kanals 11 übertragenen Funksignals zu definieren. Dieses Funksignal, das am Ausgang 13 geliefert wird, wird an den Lautsprecher 14 angelegt, um ein akustisches Signal 23 zu erzeugen. Wenn somit das Funksignal am Eingang 12 eine Amplitude aufweist, die kleiner als der Wert der MINIMALEN SCHWELLE ist, wird die Tastatur 19 betätigt, um die Verstärkungsleistung des Kanals 11 einzustellen.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das am Eingang 12 vorhandene Signal größer als der Wert der MINIMALEN SCHWELLE wird, wirkt das Programm 16 auf die Verstärkungsleistung des Kanals 11 mit Hilfe des Mikroprozessors 15 ein und dämpft automatisch die Amplitude des Signals 23, um es in den normalen Hörbereich zurückzuführen. Diese automatische Dämpfung erfolgt, wenn das Programm 16 eine Erhöhung der Amplitude des Funksignals in dem Kanal 11 über die Schwelle 21 hinaus erfaßt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Leistungsverminderung symmetrisch zur Leistungssteigerung durch den Benutzer des Telefons 1. So wird, wenn der Benutzer die Freisprechfunktion aktiviert und den Verstärker 29 betätigt hat, zur Dämpfung die Betätigung des Verstärkers 29 unterdrückt und die Freisprechfunktion deaktiviert. Dies ermöglicht es, den Hörpegel wiederzuerlangen, der verwendet wurde, bevor der Benutzer den Schallpegel als Reaktion auf den ursprünglichen niedrigen Pegel des Funksignals erhöht hat.
Im allgemeinen umfaßt der Kanal 11 einen Decoder 24 oder auch Vocoder 24, der über einen Ausgang 25 an einen Eingang 26 eines Digital-Analog-Wandlers 27 angeschlossen ist, wobei der Wandler 27 an einem Ausgang 28 ein Analogsignal erzeugt, das für den Lautsprecher 14 bestimmt ist. Ferner werden in dem Kanal 11 ein Analog-Volumenverstärker 29 mit variabler Leistung, dessen Eingang mit dem Ausgang 28 des Wandlers 27 verbunden ist, und ein zuschaltbarer Analog-Freisprechverstärker 30 angeordnet. Der Verstärker 30 ist schematisch durch einen Verstärker feststehender Leistung K in Parallelschaltung mit einem Schalter 31 dargestellt. In diesem Fall ist der Schalter 31, wenn die Freisprechfunktion deaktiviert ist, geschlossen, und wenn die Freisprechfunktion aktiviert ist, ist der Schalter 31 offen. Ein am Eingang des Verstärkers 30 vorhandenes Signal wird also um den Faktor K verstärkt, bevor es an den Ausgang 13 angelegt wird. Wenn der Verstärker 30 durch den Schalter 31 kurzgeschlossen wird, wird also ein Verstärker mit einer einheitlichen Leistung hergestellt.
Dies ist jedoch nur eine schematische Darstellung. Jedes andere Mittel kann verwendet werden, um einen Verstärker 30 herzustellen, der es ermöglicht, die Freisprechfunktion durchzuführen. Der Kanal 11 umfaßt eventuell einen Digitalverstärker 32, der am Ausgang 25 des Vocoders 24 angeordnet ist. Dies ermöglicht es somit, an den Wandler 27 Muster in einer digitalen, aber verstärkten Form zu liefern. Bei einer bevorzugten Ausführung ist dieser Verstärker 32 ein Multiplikator. Es könnte sich bei einem anderen Beispiel auch um ein Schieberegister handeln, welches auf diese Weise Multiplikationen mit einem Faktor zwei durchführen würde. In diesem Fall wäre der Ausgang 25 mit dem Bus 20 sowie dem Eingang 26 verbunden. Dieser Multiplikator 32 ist nicht unbedingt erforderlich, da der Mikroprozessor 15 diese digitale Verstärkungsfunktion ausführen kann.
Folglich erfolgt die Einstellung der Verstärkungsleistung des Kanals 11 hauptsächlich durch den Mikroprozessor 15, indem die Verstärkung 32 und/oder die Verstärkung 29 und/oder die Verstärkung 30 eingestellt wird. Dazu umfassen die Verstärker 29, 30 und 32 einen Eingang 33, 34 bzw. 35 zur Steuerung. Diese Eingänge 33 bis 35 sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel digitale Eingänge. Ein digitaler Eingang ist ein Eingang, der digitale Signale empfängt. Dazu ist dieser Eingang an einen Bus 20 angeschlossen, damit der Mikroprozessor 15 den Verstärker 29, den Verstärker 30 und den Verstärker 32 mit einem Leistungswert steuern kann.
Um eine Erhöhung der Amplitude des Funksignals über eine die Schmerzgrenze darstellende Schwelle oder unter die Hörbarkeitsgrenze zu erfassen, wird beispielsweise eine Amplitude eines Musters kontrolliert. Im allgemeinen werden mit dem Wandler 27 umzuwandelnde Muster in einem Pufferspeicher, beispielsweise dem Speicher 18, angeordnet. So umfaßt der Speicher 18 eine Gruppe 36 von Mustern. Der Mikroprozessor 15 kontrolliert unter der Kontrolle des Programms 16 eine Amplitude der Muster der Gruppe 36. Wenn nach dieser Kontrolle der Mikroprozessor 15 Muster erfaßt, von denen eine Amplitude größer als der Wert 21 ist, steuert dieser automatisch eine Dämpfung der Verstärkungsleistung des Kanals 11. Dazu stellt der Mikroprozessor 15 den Verstärker 30 mit einer einheitlichen Leistung ein, beispielsweise durch Schließen des Schalters 31, und/oder stellt eine Leistung des Verstärkers 29 ein, bis eine Amplitude des Funksignals wieder kleiner als der Wert 21 wird. In einem bevorzugten Beispiel wird zuerst der Verstärker 30 und sodann der Verstärker 29 eingestellt.
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung wird ein von dem Vocoder 24 verwendeter Parameter verwendet, um eine Überschreitung des Wertes 21 zu erfassen. Der Vocoder 24 funktioniert pro Mustergruppe, wobei jede Gruppe einer Dia logdauer von 20 Millisekunden entspricht. Unter allen von dem Vocoder 24 erzeugten Parametern gibt es einen besonderen, der eine Information über einen Pegel eines Stückes des Funksignals liefert, welches in dem Vocoder 24 vorhanden ist. Folglich steuert der Mikroprozessor 15, wenn dieser von dem Vocoder 24 gelieferte Parameter einen Wert aufweist, der einer Überschreitung des Wertes MAXIMALE SCHWELLE durch die Muster entspricht, nun eine Dämpfung der Verstärkungsleistung des Kanals 11. Allerdings könnte der Vocoder 24 einen Parameter gleich dem umgekehrten Energiewert verwenden, wodurch sich die Ungleichheit nun umkehren würde. Dieser Parameter bezieht sich somit auf eine Amplitude des an den Lautsprecher 14 zu übertragenden Funksignals.
Der Vorteil dieser Variante besteht darin, eine Vorstellung von den möglichst früh anzuwendenden Leistungsänderungen zu bekommen, um es einem System mit langer Antwortzeit zu ermöglichen zu reagieren. Wenn beispielsweise der Vocoder 24 den Mikroprozessor 15 warnen soll, daß das Volumen steigt, ist es erforderlich, daß letztgenannter die Information berücksichtigt, eventuell einige Berechnungen anstellt und die Leistungsanpassung mit seinen Antwortzeiten steuert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung umfaßt das Telefon 1 ein Mittel zur Aktivitätserfassung. Dieses Mittel kann sehr gut das Mikro 8 als Erfasser und den Mikroprozessor 15 als Analysator verwenden. Folglich kann der Mikroprozessor 15 wissen, ob ein Benutzer des Telefons 1 gerade spricht oder nicht. So erfaßt bei dieser bevorzugten Ausführungsart der Mikroprozessor 15 automatisch, ob eine Amplitude des Funksignals kleiner als der Wert MINIMALE SCHWELLE ist. In diesem Fall wird das Funksignal verstärkt, indem die Verstärker 29, 30 und 32 eingestellt werden. Diese Verstärkung wird jedoch automatisch einer Erfassung einer Aktivität durch das Erfassungsmittel untergeordnet. Es darf nämlich nicht sein, daß ein Moment des Schweigens als ein Absinken des Pegels des Funksignals unter die Hörbarkeitsschwelle interpretiert wird.
Auf eben diese Weise umfaßt das Telefon 1 ein Mittel zur Echobeseitigung. Dieses Mittel zur Echobeseitigung kann mit Hilfe des Mikroprozessors 15 und der Gruppe 36 eingesetzt werden. Im allgemeinen ist dieses Mittel zur Echobeseitigung mit einer Freisprechfunktion verbunden. So wird dieses Beseitigungsmittel aktiviert, wenn die Freisprechfunktion ebenfalls aktiviert ist. Bei dieser Variante wird das Mittel zur Echobeseitigung deaktiviert, wenn das am Eingang 12 erhaltene Funksignal kleiner als der Wert 22 ist. Dies bedeutet nämlich, daß eine Aktivierung des Verstärkers 30 nicht mit der Freisprechfunktion verbunden ist, sondern als Verstärker eines stark gedämpften Funksignals oder im Falle eines Funksignals, das sich auf ein Flüstern bezieht, verwendet wird.

Claims

Verfahren zur Einstellung eines Schallpegels einer akustischen Welle (23), die von einem Mobiltelefon (1) erzeugt wird, mit Hilfe eines Funkübertragungskanals (11), der an einem Eingang (12) ein Funksignal empfängt, bei dem: – in dem Funkkanal (11) ein normaler Hörbereich definiert wird, der einerseits von einer der maximalen erträglichen Schmerzgrenze entsprechenden Schwelle (MAXIMALE SCHWELLE) und andererseits von einer der minimalen Hörbarkeitsgrenze entsprechenden Schwelle (MINIMALE SCHWELLE) begrenzt ist; – ein akustisches Signal mit Hilfe eines Lautsprechers (14) erzeugt wird; wobei – in dem Funkkanal (11) im Mobiltelefon (1) ein Digital-Analog-Wandler (27) und ein Analog-Volumenverstärker (29) mit variabler Leistung angeordnet werden, und – nach der Erfassung einer Erhöhung der Amplitude des Funksignals an einer Stelle im Funkkanal (11) vor den Analogverstärkern (29, 30) über die MAXIMALE SCHWELLE die Amplitude des akustischen Signals automatisch gedämpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß – ein zuschaltbarer Analog-Freisprechverstärker (30) in dem Funkkanal (11) angeordnet ist, und – um das Funksignal in den normalen Hörbereich durch die Einstellung der Verstärkungsleistung des Funksignals (11) zurückzuführen, der Analog-Volumenverstärker (29) und der Analog-Freisprechverstärker (30) betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: – in dem Funkkanal (11) ein Digitalverstärker (32) angeordnet wird, um an den Digital-Analog-Wandler (27) verstärkte Muster des Funksignals in digitaler Form zu liefern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß: – die Verstärkungsleistung des Funkkanals (11) eingestellt wird, indem der Analog-Freisprechverstärker (30) betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß: – in dem Funkkanal ein Decoder (24) angeordnet wird, der durch einen Ausgang (25) mit einem Eingang (26) des Digital-Analog-Wandlers (27) verbunden ist; – eine Erhöhung der Amplitude des Funksignals erfaßt wird, indem die MAXIMALE SCHWELLE mit dem Wert eines Parameters verglichen wird, der von dem Decoder erzeugt wird und sich auf eine Amplitude des an den Lautsprecher zu übertragenden Funksignals bezieht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß: – in dem Mobiltelefon (1) ein Mittel zur Aktivitätserfassung (8) angeordnet wird; – eine Amplitude automatisch verstärkt wird, wenn ein Übergang des Funksignals unter die minimale Hörbarkeitsschwelle (MINIMALE SCHWELLE) erfaßt wurde; – die automatische Verstärkung einer Erfassung einer Aktivität durch das Mittel zur Aktivitätserfassung untergeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß: – in dem Mobiltelefon ein Mittel zur Echobeseitigung angeordnet wird, wobei dieses Mittel zur Echobeseitigung mit einer Freisprechfunktion des Mobiltelefons (1) verbunden ist; – das Mittel zur Echobeseitigung deaktiviert wird, wenn die Aktivierung der Freisprechfunktion mit einer Erfassung einer Amplitude des Funksignals unter der minimalen Hörbarkeitsgrenze (MINIMALE SCHWELLE) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß: – die automatische Dämpfung symmetrisch zu der Erhöhung der Amplitude des Funksignals erfolgt, die durchgeführt wurde, um ihren geringen Anfangspegel zu kompensieren.