DE10121570B4

DE10121570B4 - Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Nutzungsdauer ohne externe Energieversorgung

Info

Publication number: DE10121570B4
Application number: DE10121570A
Authority: DE
Inventors: Bruce Richmond Bernard
Original assignee: VTech Communications Ltd
Current assignee: VTech Communications Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: DE10121570A1; GB2366150A; GB0110157D0; HK1044250B; HK1044250A1; US6625281B1; GB2366150B

Abstract

Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Dauer, während der dieses ohne eine externe Energiequelle betrieben werden kann, wobei das Telefonsystem eine Basiseinheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem ersten Reservebatteriepack (B1) und eine tragbare Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem zweiten Reservebatteriepack (B2) aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
– Feststellen, ob die Basiseinheit nicht mit Energie von einer externen Quelle gespeist wird,
– Feststellen, ob kein Telefonanruf vom schnurlosen Telefonsystem verarbeitet wird,
– Senden eines Ruhebefehls an die tragbare Einheit, wenn die externe Energieversorgung fehlt und kein Telefonanruf verarbeitet wird,
– Versetzen der Basiseinheit in einen Zustand reduzierten Energieverbrauchs,
– Pausieren für eine gewisse Zeitspanne,
– Beenden des Betriebs im Zustand reduzierten Energieverbrauchs,
– Feststellen, ob das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, und
– Zurückversetzen der Basiseinheit in den Zustand reduzierten Energieverbrauchs, wenn das schnurlose Telefonsystem nicht...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Dauer, während der dieses ohne externe Energiequelle betrieben werden kann, wobei das Telefonsystem eine Basiseinheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem ersten Reservebatteriepack sowie eine tragbare Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem zweiten Reservebatteriepack aufweist.
Schnurlose Telefone sind in einem Umfang zu einem üblichen Bestandteil im modernen Haushalt geworden, dass viele Verbraucher nur noch wenig herkömmliche Schnurtelefone besitzen, wenn überhaupt. Obwohl die Bequemlichkeit, Mobilität und hohe Tonqualität schnurloser Telefone viele Verbraucher überzeugt hat, besteht eine Schwierigkeit darin, dass sie mehr elektrische Energie verbrauchen als durch eine herkömmliche Telefonleitung bereitgestellt werden kann. Demzufolge müssen moderne schnurlose Telefone zum Betrieb in eine Steckdose eingesteckt werden.
Eine signifikante Schwierigkeit von wandgespeisten schnurlosen Telefonen besteht darin, dass derartige Telefone üblicherweise während eines Stromausfalls nicht mehr betriebsfähig sind. Wenn der Telefonnutzer nicht gleichzeitig ein herkömmliches Schnurtelefon besitzt, das mit Telefonleitungsenergie arbeitet, kann er keinen Telefonanruf mehr absetzen, um über den Stromausfall oder andere Schadensfälle zu berichten. Demzufolge müssen die Verbraucher entweder ein unerwünschtes herkömmliches Telefon in Bereitschaft halten oder den Wegfall der Telefondienste bei einem Stromausfall riskieren. Selbst wenn ein Verbraucher ein Schnurtelefon in Bereitschaft hält, ist dies unbequem, indem das Schnurtelefon während des Stromausfalls aufgefunden und benutzt werden muss.

Einige bekannte Auslegungen schnurloser Telefone haben sich dieser Problematik dadurch angenommen, dass in die Basiseinheit des schnurlosen Telefons ein wiederaufladbarer Batteriepack eingebaut wurde, der die Basiseinheit zeitweilig mit Strom versorgen kann, wenn die wandgebundene Stromversorgung ausfällt. Die Effektivität dieser Lösung ist jedoch durch den signifikanten Stromverbrauch eines typischen schnurlosen Telefonsystems begrenzt, der in einer beschränkten Batterielebensdauer resultiert.

In der EP 0 935 377 A2 ist ein Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Dauer, während der dieses ohne eine externe Energiequelle betrieben werden kann, beschrieben, wobei das Telefonsystem eine Basisseinheit mit einem Sender und einem Empfänger und eine tragbare Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einen Reservebatteriepack aufweist.

In der WO 98/35473 A2 ist ein Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Dauer, während der dieses ohne eine externe Energiequelle betrieben werden kann, beschrieben, wobei das Telefonsystem eine Remote-Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem Reservebatteriepack und eine Benutzer-Einheit mit einem Sender und einem Empfänger aufweist.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich die Dauer, während der ein schnurloses Telefon ohne externe Stromversorgung benutzt werden kann, in vorteilhafter Weise gegenüber herkömmlichen Betriebsverfahren schnurloser Telefone steigern lässt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Betriebsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren wird festgestellt, ob die Basiseinheit von einer externen Quelle mit Energie versorgt wird und ob es einen zu verarbeitenden Telefonanruf gibt. Wenn beides nicht zutrifft, wird an die tragbare Einheit ein Ruhebefehl gesendet, die Basiseinheit wird in einen Zustand reduzierten Stromverbrauchs versetzt, und für eine gewisse Zeitdauer wird pausiert. Im Zustand reduzierten Stromverbrauchs unterbleibt der Betrieb. Dann wird festgestellt, ob das schnurlose Telefonsystem aktiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist und die Basiseinheit nicht von einer externen Energiequelle versorgt wird, wird die Basiseinheit in eine Ruhebetriebsart zurückversetzt.

Auf diese Weise kann das System z.B. bei einem detektierten Stromausfall in Zeiträumen ohne Telefonrufaktivität in einen Zustand mit reduziertem Stromverbrauch, d.h. in eine Ruhebetriebsart, versetzt werden. In dieser Betriebsart kann periodisch überprüft werden, ob eingehende oder ausgehende Telefonanrufe anstehen, um dann die Ruheperiode unverzüglich zu unterbrechen und die volle Systemfunktionalität wiederherzustellen. Das Abfrage- bzw. "Weck"-Intervall kann geeignet vorgegeben werden, z.B. variabel in Abhängigkeit von der in der Batterie der Basiseinheit noch vorhandenen elektrischen Energie.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
1 ein schematisches Schaltbild eines schnurlosen Telefonsystems und
2 ein Flussdiagramm eines erfindungswesentlichen Teils des Betriebsverfahrens des Telefonsystems von 1.
Nachfolgend werden speziell der hier interessierende Teil eines schnurlosen Telefonsystems gemäß 1 und das für dieses vorgesehene Betriebsverfahren näher erläutert, und zwar primär bezüglich einer Verlängerung der Dauer, für die das schnurlose Telefon benutzt werden kann, nachdem eine externe Stromversorgung desselben ausgefallen ist. Dabei werden erfindungsgemäß sowohl die Basiseinheit als auch die tragbare Einheit des schnurlosen Telefons in eine Betriebsart mit niedriger Leistung versetzt, in welcher das Telefon inaktiv ist und mit Batterieversorgung arbeitet.
Wie aus 1 ersichtlich, wird an einen externen Versorgungseingang einer Basiseinheit eine primäre externe Spannung Vunreg angelegt. Diese beträgt im gezeigten Beispiel etwa +9V Gleichspannung, die typischerweise von einem AC/DC-Wandler durch Wandeln einer wandgebunden abgegebenen Wechselspannung erhalten wird. Der AC/DC-Wandler kann sich innerhalb oder außerhalb der Basiseinheit befinden. Im normalen Betrieb wandelt ein Spannungswandler U1 den Vunreg-Spannungspegel auf +5V Gleichspannung. Ein Spannungswandler U2 wandelt diesen Spannungspegel auf +3V Gleichspannung zur Verteilung auf die übrigen aktiven Komponenten in der Basiseinheit herunter.
Die externe Energieversorgung lädt außerdem Batterien B1 und B2. Dabei wird eine Batterie B1 der Basiseinheit über einen Strombegrenzungswiderstand R1 und eine Diode D1 geladen. Die Diode D1 verhindert einen Stromrückfluss von der Batterie B1 zum Spannungsanschluss Vunreg bei Auftreten eines Ausfalls der primären Spannungsversorgung. Die externe Spannungsquelle lädt eine Batterie B2 der tragbaren Einheit, wenn letztere elektrisch mit der Basiseinheit in Wirkverbindung steht. Der Strom fließt vom Anschluss Vunreg über eine Diode D2 und einen Strombegrenzungswiderstand R6 in die Batterie B2. Die Diode D2 verhindert einen Stromrückfluss von der Batterie B2 zum Spannungsanschluss Vunreg, wenn ein Ausfall der primären Spannungsversorgung auftritt.
Ein Komparator U4 detektiert in Verbindung mit Widerständen R7, R8, R9 und R10 einen Ausfall der primären Spannungsversorgung durch Vergleichen der Vunreg-Spannung mit der Spannung an der Batterie B1. Wenn die primäre Spannungsquelle ausfällt, wechselt das Ausgangssignal von U4 von hohem auf niedrigen Pegel. Der Zustand des Ausgangssignals des Komparators U4 wird durch einen Mikrocontroller U3 detektiert.
Transistoren Q1, Q2 und Q3 bilden zusammen mit Widerständen R2, R3, R4 und R5 einen Energieumschalt-Schaltkreis, welcher einem Basiseinheit-Schaltungsaufbau 100 automatisch Energie vom Vunreg-Anschluss, wenn dort die Spannung Vunreg anliegt, und von der Batterie B1 zuführt, wenn der Vunreg-Anschluss ausfällt. Wie erwähnt, führt im Normalbetrieb der Vunreg-Anschluss den Spannungswandlern U1 und U2 Strom zur Verteilung für den Basiseinheit-Schaltungsaufbau 100 zu. Außerdem spannt die Vunreg-Versorgung die Widerstände R2 und R3 vor, was den Transistor Q3 leitend schaltet. Letzterer zieht die Basis des Transistors Q2 auf niedrigen Pegel, was den Transistor Q2 sperrend schaltet. Wenn der Transistor Q2 sperrend geschaltet ist, zieht er keinen Strom von der Basis des Transistors Q1, was den Transistor Q1 sperrend schaltet. Dadurch ist die Batterie B1 während des Normalbetriebs vom restlichen Schaltungsaufbau abgetrennt.
Wenn die Vunreg-Versorgung ausfällt, wird der Transistor Q3 sperrend geschaltet. Die Batterie B1 spannt die Basis des Transistors Q2 vor, was den Transistor Q2 dazu bringt, den Transistor Q1 leitend zu schalten. Dadurch fließt Strom von der Batterie B1 über den Transistor Q1 zum Spannungswandler U2, welcher die Speisungsenergie zum Basiseinheit-Schaltungsaufbau 100 verteilt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung von 1 beinhaltet des weiteren einen Schaltungsaufbau zum Laden der Batterie der tragbaren Einheit, wenn letztere mit der Basiseinheit in Eingriff steht und die primäre Versorgungsquelle ausgefallen ist. Wenn sich die Batterie B2 ihrem Entladungszustand nähert, während die Batterie B1 der Basiseinheit noch Energie enthält, kann der Mikrocontroller U3 zeitweilig einen Schalter SW1 schließen, um Energie über einen Strombegrenzungswiderstand R11 zwischen den Batterien B1 und B2 zu transferieren.
Der erfindungsgemäße Betrieb des Systems nach Ausfall der primären Versorgungsquelle wird nachstehend unter Bezugnahme auf das zugehörige Flussdiagramm von 2 erläutert. In einem anfänglichen Schritt 10 wird abgefragt, ob die primäre Energiequelle ausgefallen ist und sich kein Telefonruf in Verarbeitung befindet. Wenn dies der Fall ist, sendet die Basiseinheit einen Ruhebefehl an den Handapparat (Schritt 11). Danach versetzt die Basiseinheit ihren eigenen Schaltungsaufbau in eine Ruhebetriebsart (Schritt 12). Die Ruhebetriebsart stellt eine Betriebsart dar, in welcher der Energieverbrauch reduziert ist, während die Funktion vieler Schaltkreise des Systems unterbrochen oder reduziert ist. In einer bevorzugten Realisierung sind die Sende- und Empfangsschaltkreise abgeschaltet. Mikrocontroller werden entweder in einen stationären Zustand versetzt oder mit beispielsweise von 8MHz auf 32kHz reduzierten Taktfrequenzen betrieben. Wenn eine jeweilige Systemkomponente aus ihrer Ruhebetriebsart erwacht, gewinnen ihre Schaltkreise üblicherweise ihre normale Funktionalität wieder.
Während der Ruhebetriebsart werden sowohl die Basiseinheit als auch die tragbare Einheit periodisch geweckt. In einer Realisierung erfolgt das Wecken beider Einheiten nach jeweils 1,5 Sekunden. Das präzise Zeitintervall zwischen den Weckvorgängen kann hinsichtlich der Erfüllung bestimmter Auslegungsziele variiert werden. Mit wachsender Weckperiodendauer wird der Energieverbrauch reduziert, jedoch wird auch die Antwortfähigkeit der Komponenten reduziert, was einen Nutzer dazu zwingt, eine volle Periode zu warten, bevor der Handapparat auf einen ankommenden Anruf reagiert oder die Basiseinheit auf einen Versuch des Nutzers antwortet, einen Telefonruf zu starten. In einer anderen Realisierung variiert die Periode in Abhängigkeit vom Pegel an in der Reservebatterie verbliebener Energie. Solange die Batterie noch relativ gut geladen ist, kann die Ruheperiode relativ kurz sein, z.B. 0,5 Sekunden, was einen hohen Grad an Antwortfähigkeit für den Nutzer während kürzeren Stromausfällen bereitstellt. Mit fallender Batterieladung kann die Zeitspanne zwischen Weckvorgängen erhöht werden, um einen kompletten Betriebsausfall zu vermeiden.
In einem Schritt 13 startet die Basiseinheit einen Zeitzähler, und in diesem Zeitraum verbleiben die Schaltkreise der Basiseinheit in der Ruhebetriebsart. In einem Schritt 14 ist ein Unterbrechungssignal derart vorgesehen, dass dann, wenn die Basiseinheit einen eingehenden Telefonanruf auf der Telefonleitung detektiert, an die sie angeschlossen ist, die Schaltkreise der Basiseinheit unverzüglich geweckt werden (Schritt 18) und der Anruf in Bearbeitung genommen wird (Schritt 19). Andernfalls werden die Schaltkreise der Basiseinheit dann geweckt (Schritt 16), wenn der Zeitzähler seine vorgegebene Zeitdauer abgezählt hat (Schritt 15).
Wenn die Basiseinheit aus der energiesparenden Betriebsart aufwacht, fragt ihr Empfänger nach Hochfrequenzsignalen ab, die von der tragbaren Einheit abgegeben werden und anzeigen, dass letztere einen Telefonanruf initiiert oder mit einer anderen Kommunikation befasst ist, welche die Teilnahme der Basiseinheit erfordert. In gleicher Weise fragt, wenn die tragbare Einheit aufwacht, deren Empfänger nach Hochfrequenzsignalen ab, die von der Basiseinheit abgegeben werden und anzeigen, dass ein Telefonanruf empfangen wird. Der Ruhebetrieb der tragbaren Einheit kann sich vom herkömmlichen stromsparenden Handapparatbetrieb dadurch unterscheiden, dass die Zeitspanne zwischen Weckvorgängen von typischerweise 0,5 Sekunden oder weniger erhöht werden kann, um sie an die Basiseinheit anzupassen und den Stromverbrauch weiter zu reduzieren.
In einem Schritt 17 fragt dann der Empfänger der Basiseinheit nach Hochfrequenzübertragungen ab, die von der tragbaren Einheit ausgehen und anzeigen, dass letztere bei der Basiseinheit zum Auslösen eines Telefonanrufs anklopft oder mit einem anderen Kommunikationsvorgang befasst ist, der die Teilnahme der Basiseinheit erfordert, wie einer Verbindung zur Interkommunikation. Wenn die Basiseinheit ein Anklopfen durch den Handapparat detektiert, handhabt sie den Anruf (Schritt 19). Wenn sie kein Anklopfen durch den Handapparat im Schritt 17 detektiert, kehr sie zum Start des Stromausfall-Betriebszyklus von 2 zurück.

Claims

Betriebsverfahren für ein schnurloses Telefonsystem zur Verlängerung der Dauer, während der dieses ohne eine externe Energiequelle betrieben werden kann, wobei das Telefonsystem eine Basiseinheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem ersten Reservebatteriepack (B1) und eine tragbare Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem zweiten Reservebatteriepack (B2) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Feststellen, ob die Basiseinheit nicht mit Energie von einer externen Quelle gespeist wird, – Feststellen, ob kein Telefonanruf vom schnurlosen Telefonsystem verarbeitet wird, – Senden eines Ruhebefehls an die tragbare Einheit, wenn die externe Energieversorgung fehlt und kein Telefonanruf verarbeitet wird, – Versetzen der Basiseinheit in einen Zustand reduzierten Energieverbrauchs, – Pausieren für eine gewisse Zeitspanne, – Beenden des Betriebs im Zustand reduzierten Energieverbrauchs, – Feststellen, ob das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, und – Zurückversetzen der Basiseinheit in den Zustand reduzierten Energieverbrauchs, wenn das schnurlose Telefonsystem nicht aktiv ist und der Basiseinheit keine Energie von einer externen Energiequelle zugeführt wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Pausierens für eine gewisse Zeitspanne sofort dann beendet wird, wenn auf der Telefonleitung, mit der die Basiseinheit verbunden ist, ein eingehender Anruf detektiert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Pausierens für eine gewisse Zeitspanne folgende Teilschritte umfasst: – Feststellen des Pegels an im ersten Reservebatteriepack verbliebener Energie und – Pausieren für eine vom detektierten Pegel an im ersten Reservebatteriepack verbliebener Energie abhängige Zeitspanne.
Betriebsverfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne, während der die Basiseinheit in der Ruhebetriebsart pausiert, mit fallendem Pegel an im ersten Reservebatteriepack verbliebener Energie angehoben wird.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Feststellung, ob das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, folgende Teilschritte umfasst: – Abfragen nach von der tragbaren Einheit gesendeten Signalen mit einem Empfänger der Basiseinheit und – Feststellen, dass das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, wenn die Basiseinheit ein von der tragbaren Einheit gesendetes Signal detektiert.
Betriebsverfahren nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Feststellen, ob das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, folgende Teilschritte umfasst: – Detektieren, ob auf der Telefonleitung, mit der die Basiseinheit verbunden ist, ein Telefonanruf empfangen wird oder nicht, und – Feststellen, dass das schnurlose Telefonsystem aktiv ist, wenn die Basiseinheit einen Telefonanruf auf der Telefonleitung detektiert.