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Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der drahtlosen Kommunikationstechnik. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine vorrichtung, um elektrische Energie einer tragbaren Einheit einer Basiseinheit zur Verfügung zu stellen.
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Geräte, die eine drahtlose Kommunikation ermöglichen, werden zunehmend populärer. Ein Beispiel dieses Trends ist die drahtlose Telefonie. Drahtlose Telefone haben größtenteils herkömmliche drahtgebundene Telefone in vielen Häusern ersetzt, indem sie verbesserte Merkmale und Flexibilität in der Durchführung der Telefonkommunikation zur Verfügung stellen.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Telefonen für Verbraucher, die drahtgebunden sind, welche typischerweise nur mit Energie betrieben werden, welche durch das öffentliche Telefonnetz (PSTN) zur Verfügung gestellt wird, benötigen drahtlose Telefone typischerweise eine externe Energiequelle, um ihren Betrieb zu ermöglichen. Im Besonderen werden solche Telefone typischerweise mit einem Gleichspannungsenergieadapter versorgt, der mit einer Steckdose verbunden werden muss. Die gesteigerte Menge an Energie, welche durch die Steckdose geliefert werden kann, im Vergleich zum öffentlichen Telefonnetz, ermöglicht den Betrieb der Basiseinheitssender- und Empfängerschaltungen, die für den drahtlosen Betrieb benötigt werden, als auch andere fortschrittliche Merkmale, wie z. B. integriert Anrufbeantworter und/oder Basiseinheit-Lauthörtelefone.
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Jedoch kann das Bedürfnis nach einer externen Energiequelle nachteilig sein für den Fall eines Energieausfalls, da viele drahtlose Telefonsysteme ausfallen. Ein Energieausfall kann insbesondere problematisch sein, da Energieausfälle oft während Notfällen, wie z. B. einem Unwetter oder anderen Situationen auftreten, während deren eine Person nach Hilfe rufen möchte. Da drahtlose Telefone so populär sind, haben viele Leute nicht einmal ein herkömmliches drahtgebundenes Telefon und folglich werden sie nicht in der Lage sein, bei einem Energieausfall Telefonanrufe anzumelden oder zu empfangen. Sogar diejenigen, die ein altes drahtgebundenes Telefon aufheben, werden gezwungen sein, das drahtgebundene Telefon zu finden und anzuschliessen, bevor Telefonanrufe getätigt werden können. Das Finden und Anschliessen eines aufbewahrten drahtgebundenen Telefons kann besonders schwierig sein während eines Energieausfalls ohne Licht.
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Seit kurzem sind bei den Verbrauchern drahtlose Multihandapparat-Telefonsysteme populär geworden. Solche Systeme enthalten typischerweise eine einzelne Basiseinheit, die in der Lage ist, mit mehreren drahtlosen Handapparaten zu kommunizieren, wobei jeder Handapparat durch seine eigene wieder aufladbare Batterie betrieben wird. Jeder drahtlose Handapparat erfordert dann nur eine Ladebasis, um den Batteriewert in dem Handapparat aufrecht zu erhalten. In solchen Systemen können die Handapparate in jedem Bereich innerhalb des Hauses oder des Büros, in dem eine Steckdose zur Verfügung steht, positioniert werden, und dadurch eine gesteigerte Flexibilität im Vergleich zu herkömmlichen Einzelhandapparaten zur Verfügung stellen, die auch eine Telefondrahtverbindung für jeden Handapparat erfordern. Darüber hinaus, ist die Ladebasis des Handapparats typischerweise wesentlich kleiner und ästhetisch schöner ausgestaltet, als eine herkömmliche drahtlose Telefonbasiseinheit. Jedoch sind wie bei herkömmlichen drahtlosen Telefonen die meisten drahtlosen Multihandapparat-Telefonsysteme auch außer Betrieb gesetzt, wenn die Energieversorgung der Basiseinheit durch die Steckdose ausfällt.
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US 6,044,280 A offenbart ein drahtloses Telefonsystem mit einer Anordnung, bei der ein Nutzsignal zwischen wenigstens zwei Vorrichtungen übertragen wird, die jeweils ihre eigene Stromversorgung haben, wobei die Stromversorgung von wenigstens einer der Vorrichtungen von einer Speicherbatterie kommt und die Stromversorgung von wenigstens einer zweiten Vorrichtung von einer Netz-Stromversorgung kommt. Um die Vorrichtung, die von der Netz-Stromversorgung versorgt wird, bei Versagen der Stromversorgung in Betrieb zu halten, kann wenigstens eine der Vorrichtung, die von der Netz-Stromversorgung versorgt wird, direkt mit einer Vorrichtung gekoppelt werden, die von einer Batterie betrieben wird, um beide Vorrichtungen aus der Batterie mit Strom zu versorgen und um Nutzsignale übertragen zu können. Die entsprechende Schaltung ist so ausgelegt, dass bei einem Stromausfall und einer Stromversorgung über die Batterie nur ein eingeschränkter Betrieb der beiden Vorrichtungen, die gekoppelt sind, möglich ist.
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WO 99/31860 A1 offenbart ein drahtloses Telefonsystem, welches mehrere Handgeräte und eine Basiseinheit umfasst. Jedes Handgerät hat einen Transceiver und eine wieder aufladbare Batterie zur Stromversorgung des Handgeräts. Die Basiseinheit hat einen Basis-Transceiver zur Kommunikation über einen HF-Kanal mit jedem der Handgeräte über den jeweiligen Handgeräte-Transceiver. Zur Wiederaufladung der Batterie ist eine Gabel vorgesehen, um das Handgerät mit der Batterie aufzunehmen, und eine Ladeeinheit dient dazu, die Batterie des Handgerätes aufzuladen, wenn das Handgerät sich in der Gabel befindet. Die Basiseinheit ist mit einer Wechselstromquelle verbunden und benutzt die Batterie des Handgerätes nur dann, wenn der Wechselstrom von der Wechselstromquelle aussetzt, um zu verhindern, dass die Kommunikation zwischen der Basiseinheit und dem Handgerät unterbrochen wird. Maßnahmen, die einen uneingeschränkten Betrieb des Telefonsystems bei Ausfall der Netz-Stromversorgung garantieren würde, sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.
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Deshalb wäre es sehr wünschenswert, den uneingeschränkten Betrieb eines drahtlosen Telefonsystems während eines Energieausfalls mit minimalen Zusatzkosten zu ermöglichen. Dazu weist die erfindungsgemäße elektronische Vorrichtung die Merkmale von Anspruch 1 auf. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
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Die Basiseinheit ist in der Lage einen Zustand des Energieausfalls zu detektieren. Beim Detektieren eines Zustandes eine Energieausfalls wird die Ladeschaltung der tragbaren Einheit deaktiviert. Eine Modus-Energiesteuerschaltung in der Basiseinheit wird umgeschalten, um die elektrischen Gabelkontakte mit einer Spannungsregulatorschaltung der Basiseinheit zu verbinden. Folglich liefert die Batterie der tragbaren Einheit Energie über die Ladekontakte und die Modus-Energiesteuerschaltung an die Spannungsregulatorschaltung der Basiseinheit. Die Spannungsregulatorschaltung verteilt dann die Energie an die verschiedenen anderen Schaltungen in der Basiseinheit. Durch Versorgen der Basiseinheit mit der Batterie einer tragbaren Einheit, die in der Gabel angeordnet ist, während einem Zustand eines Energieausfalls, bleibt die Basiseinheit im Betrieb. Im Kontext eines drahtlosen Telefonsystems können Anrufe über z. B. eine zweite drahtlose tragbare Einheit, ein Lauthörtelefon, das in der Basiseinheit integriert ist, oder ein Lauthörtelefon, das in der tragbaren Einheit integriert ist, welche die Energiequelle bildet, die in der Gabel positioniert ist, angemeldet oder empfangen werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden jetzt mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften drahtlosen Telefonsystems ist, das eine Vielzahl von tragbaren Einheiten oder entfernten tragbaren Einheiten enthält.
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2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften drahtlosen Telefonsystems, das in der Lage ist, einen kontinuierlichen Betrieb während eines Energieausfalls aufrecht zu erhalten.
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Laden einer Basiseinheit durch eine tragbare Einheit in einem beispielhaften drahtlosen Telefonsystem während eines Energieausfalls darstellt.
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Die Zeichnungen beschreiben ein drahtloses Kommunikationssystem, das eine externe vom Netz versorgte Basiseinheit und wenigstens eine durch Batterie versorgte tragbare Einheit enthält. Die Basiseinheit ist in der Lage, den Betrieb aufrecht zu erhalten im Zustand eines Energieausfalls.
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1 beschreibt ein drahtloses Multihandapparat-Telefonsystem 100, welches eine Basiseinheit 200 und ein oder mehrere tragbare Einheiten 110, 120, 130 und 140 enthält. Die Basiseinheit 200 ist in der Lage drahtlos mit jedem der tragbaren Einheiten 110, 120, 130 und 140 zu kommunizieren. Die tragbaren Einheiten 110), 120, 130 und 140 werden jeweils durch eine interne Batterie (z. B. Batterie 115, wie in 2 dargestellt, versorgt, die vorzugsweise eine wieder aufladbare Batterie ist). Jede tragbare Einheit hat Ladekontakte 112 und 114, die elektrisch mit der Batterie 115 verbunden sind. Die Basiseinheit 200 kann ferner als ein drahtloser digitaler Übergang durch zur Verfügungsstellung einer drahtlosen Datenverbindung für digitale Geräte einschließlich Personal Computern 150 dienen. Die Basiseinheit 200 erhält Gleichspannung von der Netzleitung 260, die mit einem Gleichspannungsumsetzer und einer herkömmlichen Wechselspannungssteckdose (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Basiseinheit 200 enthält eine Gabel 201, die Ladekontakte 202 und 204 enthält und die konfiguriert ist, um eine der tragbaren Einheiten 110, 120, 130 und 140 aufzunehmen, neben dem Halten der tragbaren Einheit und ermöglichen der zur Verfügungsstellung von Gleichspannung, um die Batterie der tragbaren Einheit, die sich in der Gabel 201 befindet, zu ermöglichen. Die Ladekontakte 202 und 204 sind so konfiguriert, um mit den Ladekontakten 112 und 114 von jeder der tragbaren Einheit 110, 120, 130 und 140 verbunden zu werden, wenn eine der tragbaren Einheiten in der Gabel 201 der Basiseinheit 200 (wie schematisch in 2 dargestellt) platziert wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann jede tragbare Einheit 110, 120, 130 und 140 in einer separaten Ladegabel (nicht dargestellt) platziert werden, die elektrisch mit einem Energieausgang verbunden ist. Die Basiseinheit 200 kann auch ein Lauthörtelefon 208 enthalten, das es einem Benutzer ermöglicht, Telefonanrufe anzumelden und zu empfangen, ohne eines der tragbaren Einheiten 110, 120, 103 und 140 zu benutzen. Das Lauthörtelefon 208 enthält vorzugsweise ein Mikrofon und einen Lautsprecher (nicht dargestellt).
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2 ist ein schematisches Blockdiagramm der Basiseinheit 200 mit einer tragbaren Einheit 110, die in einer Gabel 201 positioniert ist. Während dem normalen Betrieb wird die Batterie 115 der tragbaren Einheit 110 über die Ladekontakte 202 und 204 geladen. Die Basiseinheit 200 erhält Gleichspannung von der Netzleitung 260. Die Energie wird zur Energieversorgung 240 der Basiseinheit geführt. Die Energieversorgung 240 führt die Energie zur Spannungsregulatorschaltung 250 über einen Spannungsregulatoreingang 251 und zur Leitungsstatussteuerschaltung 230. Die Spannungsregulatorschaltung 250 enthält zwei Eingänge 251 und 252 und verteilt die geregelte Gleichspannung zu der Schaltung in der Basiseinheit 200, welche die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit über den Ausgang 253 enthält.
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Der Spannungswert, der von der Basisenergieversorgung 240 erhalten wird, wird auch der Leitungsstatussteuerschaltung 230 zugeführt. Die Leitungsstatussteuerschaltung 230 vergleicht den Spannungswert der Basisenergieversorgung 240 mit einem vorgegebenen Schwellenwertbetriebswert. Wenn die Energieversorgungsspannung den Schwellenwert überschreitet, dann wird davon ausgegangen, dass ein Zustand eines Leistungsausfalls nicht vorliegt. Deshalb wird der Zustand der Steuerleitungen 231 und 232 auf einen logischen High-Wert gesetzt. Die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit wird aktiviert als Reaktion auf den logischen High-Wert der Steuerleitung 231. Die Ladeschaltung 210 überträgt die Gleichspannung, welche von den Regulatoren 250 erhalten wird, auf die Ladekontakte, 202, 204 und folglich über die Ladekontakte 112, 114 auf die Batterie 115 der tragbaren Einheit. Entsprechend wird die Batterie 115 der tragbaren Einheit wiederaufgeladen. Ein POTS-Modus-Energiesteuerschaltung 220 reagiert auf den logischen High-Wert auf der Steuerleitung 232 durch Schalten in eine offene Position, wobei dadurch die Ladekontakte 202, 204 von dem Spannungsregulatoreingang 252 getrennt werden.
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In dem Ereignis eines Energieausfalls auf der Netzleitung 260 fällt der Spannungswert, der von der Basisenergieversorgung 240 zu der Leitungsstatussteuerschaltung 230 übertragen wird, unter den vorgegebenen Schwellenwert. Als Reaktion darauf kippt die Leitungsstatussteuerschaltung 230 die Steuerleitungen 231 und 232 in logische Low-Zustände. Die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit reagiert auf den Low-Zustand der Leitung 231 durch Setzen der Ladeleitungen 212 und 214 in Zuständer hoher Impedanz, wobei die Ladeschaltung 210 weder wesentlich Strom über die Ladekontakte 202, 204 liefert, noch wesentlich Strom über die Ladekontakte 202, 204 zieht.
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Die POTS-Modus-Energiesteuerschaltung 220 reagiert auf den logischen Low-Zustand der Steuerleitung 232 durch Schalten in einen geschlossenen Zustand, so dass die Ladekontakte 202, 204 über den Energiesteuerschalter 220 mit den Spannungsregulatoren 250 über den Regulatorschaltungseingang 252 verbunden sind. Der Regulator 250 beginnt dann Energie von der Batterie 115 der tragbaren Einheit über die Kontakte 202, 204 und den Energiesteuerschalter 220 zu beziehen.
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Auf diese Art und Weise verbleibt die Basiseinheit 200 im Betrieb während des Ausfalls der Netzleitung 260 durch Beziehen von Energie von der Batterie einer tragbaren Einheit, die sich in der Basisgabel befindet. Folglich können Telefonanrufe unter Verwendung jedes der tragbaren Einheiten, 120, 130 oder 140 oder eines Lauthörtelefons (z. B. Lauthörtelefon 208 in 1) durchgeführt werden. Wenn die Batterie 115 in der tragbaren Einheit 110 leer wird, dann kann die tragbare Einheit 110 ersetzt werden, in dem die tragbare Einheit 120 in die Basiseinheitsgabel platziert wird, so dass ein weiterer kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Solch ein Betrieb kann fortgesetzt werden, solange wie tragbare Einheiten mit Batterieenergie zur Verfügung stehen.
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Ein Verfahren zur Versorgung der Basiseinheit 200 mit Energie von der tragbaren Einheit 110, während dem ein Energieausfall-auftritt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wird in 3 dargestellt.
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Schritt 301 zeigt, dass die tragbare Einheit 110 nicht benutzt wird und in die Gabel 201 der Basiseinheit 200 platziert wird. Zu diesem Zeitpunkt, so wie in 2 dargestellt, kommen die Ladekontakte 112, 114 in Berührung mit den Ladekontakten 202, 204, um eine elektrische Schaltung zu bilden.
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Bei den Schritten 302 und 303 detektiert eine Leitungsstatussteuerschaltung 230 einen Spannungswert der Basisenergieversorgung 240 und bestimmt, ob der Spannungswert unter einen vorgegebenen Spannungswert fällt, was typischerweise bedeutet, dass ein Energieausfall auf der Netzleitung 260 aufgetreten ist. Wenn der Spannungswert nicht unter den vorgegebenen Spannungswert fällt, dann fährt das Verfahren mit Schritt 304 fort. Ansonsten fährt der Prozess mit Schritt 306 fort.
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Bei Schritt 304 wird die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit freigegeben und der POTS-Modus-Energiesteuerschalter 220 wird geöffnet, wenn der Spannungswert über dem vorher definierten Spannungswert bleibt. Dann stellt bei Schritt 305 die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit Energie von der Basisenergieversorgung 240 der tragbaren Einheit 110 zur Verfügung und lädt dadurch die Batterie 115 der tragbaren Einheit 110.
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Bei Schritt 306 wird die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit gesperrt und der POTS-Modus-Energiesteuerschalter 220 geschlossen, wenn der Spannungswert unter den vorgegebenen Spannungswert fällt. Wie oben beschrieben, kann das Sperren der Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit z. B. durchgeführt werden, in dem die Ladeleitungen 212, 214 auf hohe Impedanzen gesetzt werden, um zu verhindern, dass Strom durch die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit fliesst. Deshalb beginnt bei Schritt 307 der POTS-Modus-Energiesteuerschalter 220 Energie von der tragbaren Einheit 110 an die Spannungsregulatoren 250 über den Eingang 252 zu beziehen, da die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit gesperrt ist und der POTS-Modus-Energiesteuerschalter 220 elektrisch mit der tragbaren Einheit 110 verbunden ist.
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Auf diese Art und Weise kann bei Schritt 308 ein Benutzer, da die Basiseinheit 200 ausreichend Energie von der tragbaren Einheit 110 erhält, eine zweite tragbare Einheit, z. B. tragbare Einheit 120 benutzen, um Anrufe anzumelden und zu empfangen, so wie es unter normalen Umständen der Fall ist, wo ein Energieausfall nicht aufgetreten ist. Darüber hinaus kann in dem Fall, dass das drahtlose Telefonsystem 100 mehr als zwei tragbare Einheiten enthält, wenn die Batterie 115 in der tragbaren Einheit 110 leer wird, die tragbare Einheit 110 ersetzt werden, in dem die tragbare Einheit 120 (oder die tragbaren Einheiten 130, 140 usw.) in die Gabel 201 der Basiseinheit platziert wird, so dass ein weiterer kontinuierlicher Betrieb möglich ist.
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Zusätzlich kann die Erfindung sogar dort von Nutzen sein, wo nur eine einzige tragbare Einheit zur Verfügung steht und sich in der Gabel der Basiseinheit befindet. Wenn z. B. die Basiseinheit 200 mit einem eingebauten Lauthörtelefon (wie z. B. Lauthörtelefon 208 von 1) ausgestattet ist, können Anrufe über einen herkömmlichen Basiseinheit-Lauthörtelefonbetrieb durchgeführt werden, während die tragbare Einheit in der Gabel verbleibt. Alternativ integrieren einige moderne drahtlose Telefonsystem eine Lauthörtelefonfunktionalität in einer drahtlosen tragbaren Einheit, wie z. B. Lauthörtelefon 116 der tragbaren Einheit 140, die in 1 dargestellt ist. In solch einem System kann ein Lauthörtelefon 116 einer tragbaren Einheit benutzt werden zur Anmeldung und zum Empfang von Telefongesprächen, sogar während die tragbare Einheit in der Basiseinheitsgabel verbleibt, die gleichzeitig Energie sowohl für die tragbare Einheit als auch für die Basiseinheit zur Verfügung stellt. Vorzugsweise enthält das Lauthörtelefon 116 ein Mikrofon und einen Lautsprecher. Deshalb kann sogar in Telefonsystemen mit einer einzigen tragbaren Einheit ein drahtloses Telefonset noch im Betrieb bleiben in einem Zustand eines Energieausfalls durch die Benutzung der Lauthörtelefonfunktionalität.
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Ferner kann unter manchen Umständen eine drahtlose Telefonbasiseinheit einen digitalen drahtlosen Kommunikationsübergang für Zubehör, wie z. B. Personal Computer 150 über drahtlose Telefonie-Kommunikationsprotokolle oder für allgemeine Zwecke dienende drahtlose Standards, wie z. B. BLUETOOTH oder 802.11b dienen. In solchen Systemen kann die Energiesteueranordnung, die hier beschrieben wird, benutzt werden, um kontinuierliche digitale drahtlose Kommunikationsfunktionalität während dem Zustand eines Energieausfalls zu ermöglichen.
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Liegt an der Netzleitung 260 wieder Energie, detektiert die Leitungsstatussteuerschaltung 230, dass der Spannungswert, der von der Basiseinheiten-Ergieversorgung 240 empfangen wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und die Steuerleitungen 231 und 232 gehen auf einen logischen High-Wert über. Als eine Reaktion darauf schaltet die Modus-Energiesteuerschaltung 220 in eine offene Position um und trennt die Ladekontakte 202, 204 von der Spannungsregulatorschaltung 250. In der Zwischenzeit empfängt die Spannungsregulatorschaltung 250 Energie von der Basisenergieversorgung 240 über den Eingang 251. Schließlich reagiert die Ladeschaltung 210 der tragbaren Einheit auf das Steuersignal 231, indem Energie an die Ladekontakte 202, 204 über die Leitungen 212 und 214 geliefert wird.
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Ferner kann diese Schaltung automatisch gesperrt werden, wenn der Zustand des Energieausfalls auftritt, für den Fall, dass die Basiseinheit mit einer Schaltung ausgestattet ist, welche das Entleeren der Batterie des Handapparates verhindert. Alternativ kann diese Schaltung manuell durch den Benutzer gesperrt werden, wenn der Handapparat durch den Benutzer so eingestellt wird, dass diese Energie von der Batterie des Handapparates an die Basiseinheit liefert.
