DE1037327B

DE1037327B - Akustische Signalvorrichtung

Info

Publication number: DE1037327B
Application number: DEW20720A
Authority: DE
Inventors: Reginald Thomas Jenkins; Robert Emerson Polk
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1956-06-07
Filing date: 1957-03-05
Publication date: 1958-08-21
Also published as: FR1173274A; US2808463A; NL112535C; GB822098A; CH355186A; BE557708A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Teilnehmerfernsprechapparate und insbesondere auf Vorrichtungen für eine akustische Signalgabe bei solchen Apparaten.

Bei Fernsprechteilnehmer-Signalvorrichtungen hat man bisher zur Signalgabe im allgemeinen bei der Fernsprechzentrale einen Rufgenerator verwendet, der einen Rufstrom mit 90 Volt und 20 Hz erzeugte, der dann über die Fernsprechleitung zum Teilnehmer hin übertragen wurde, dort den Wecker betätigte und das bekannte Geräusch einer läutenden Fernsprecherklingel erzeugte. Während vieler Jahre und bei zahllosen Teilnehmereinrichtungen hat sich die Verwendung einer Klingel oder eines Gongs zur Signalgabe sehr gut bewährt. Es wurden jedoch zwei beachtliche Nachteile solcher Anordnungen festgestellt. Der eine ist, daß zahlreiche andere Vorrichtungen zur Signalgabe Klingeln verwenden, wie z. B. Türklingeln, Alarmklingeln, Feueralarmeinrichtungen usw., so daß häufig die Teilnehmer Schwierigkeiten hatten, das Klingeln des Fernsprechers von einem dieser anderen Signale zu unterscheiden, wodurch sich Unannehmlichkeiten ergaben. Eine zweite Schwierigkeit ergibt sich aus der zunehmenden Verschlechterung der Gehörschärfe der Menschen mit zunehmendem Alter.

Untersuchungen über die Gehörschärfe großer Teile der Bevölkerung finden sich beispielsweise in »Technical Aspects of Sound« von E. G. Richardson, Bd. 1, S. 251 (Elsevier 1953). Besonders bemerkenswert ist bei dem Ergebnis, daß eine große Zahl von Männern über 50 Jahren einen Hörverlust von 15 bis 25 Dezibel bei Frequenzen über 2000 Hz aufweist. Da die meisten Frequenzkomponenten des Schalls einer üblichen Fernsprechklingel über 2000 Hz liegen, hat ein beträchtlicher Teil der Bevölkerung Schwierigkeiten, das Läuten des Fernsprechers auf einige Entfernung oder in Gegenwart eines überdeckenden Geräusches zu hören.

Zusätzlich zu diesen bei den üblichen Klingeln auftretenden Schwierigkeiten ergab sich beim Aufkommen von mit niedrigen Spannungen arbeitenden elekironischen Fernsprechwählanlagen die Notwendigkeit, dafür verwendbare Vorrichtungen zur Signalgabe zu schaffen. Derartige Fernsprechanlagen verwenden Transistoren und sind so aufgebaut, daß sie mit einer Signalspannung in der Größenordnung von 1 Volt Wechselstrom und einer Gleichstromquelle von 20 Volt arbeiten. In einer solchen Fernsprechanlage ist natürlich eine Übertragung eines Rufsignals von 90 Volt nicht möglich.

Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, einen üblichen Wecker zu verwenden und diesen aus einer in den Räumen des Teilnehmers befindlichen Stromquelle zu speisen und die Stromquelle durch ein aus dem Amt kommendes Signal niedriger Span-Akustische Signalvorrichtung

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. Dr. R. Herbst, Rechtsanwalt,
Fürth (Bay.), Breitscheidstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Juni 1956

Reginald Thomas Jenkins, Summit, N. J.,
und Robert Emerson PoIk, Indianapolis, Ind.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

nung anzuschalten. Dieser Lösungsvorschlag hat den Nachteil, daß bei jeder Teilnehmerstation eine zusätzliche Stromquelle erforderlich ist und daß sich dementsprechend die Kosten erhöhen und, was noch wichtiger ist, die Zuverlässigkeit der ganzen Fernsprechanlage sich auf die Zuverlässigkeit der örtlichen Stromquelle bei jeder Teilnehmerstation beschränkt. Ein wesentlich besserer Vorschlag sieht für den wahl weisen Anruf verschiedener Teilnehmer über eine einzelne Leitung vor, daß bei jedem Teilnehmerapparat eine frequenzselektive Schaltung oder ein mit der Fernsprechleitung verbundenes schmalbandiges Filter vorgesehen ist, das einen Transistorverstärker speist. Das Filter dämpft über die Leitung ankommende Rufsignale mit Frequenzen, die nicht derjenigen entsprechen, die dem bestimmten Teilnehmer zugeteilt sind. Man verwendet beispielsweise für eine Teilnehmerleitung mit acht Gesellschaftsteilnehmern Ruffrequenzen von 478, 532, 591, 656, 729, 810, 900 und 1000 Hz. Das bei dem bestimmten Teilnehmer ankommende Signal, das die dem Teilnehmer zugeordnete Frequenz aufweist, wird durch einen in den C-Bereich vorgespannten Transistorverstärker verstärkt, so daß das Ausgangssignal dieses Verstärkers eine große Anzahl Harmonischer der Ruffrequenz enthält. Der Verstärker speist einen Lautsprecher mit einer Membran, die mittels eines Trichters an die umgebende Luft angekoppelt ist.

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Es wurde jedoch festgestellt, daß sowohl unmittelbar abstrahlende als auch trichterbelastete Lautsprecher so groß sind, daß es auf jeden Fall unpraktisch ist, diese Lautsprecher innerhalb eines Tischapparates unterzubringen. Es ist allerdings möglich, derartige Wandler an einen innerhalb des Tischapparates befindlichen gefalteten Trichter in der Weise anzukoppeln, daß der Schall am Boden des Apparates abgestrahlt wird. Die bei einer solchen Konstruktion zu überwindenden Schwierigkeiten und die sich daraus ergebenden, in keinem Verhältnis zu den schlechten akustischen Kopplungsverhältnissen mit der umgebenden Luft über den Boden des Tischapparates stehenden Kosten schränken die Brauchbarkeit einer solchen Anordnung wesentlich ein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur akustischen Signalgabe zu schaffen, die einen bestimmten musikalischen Ton in dem Frequenzbereich erzeugt, für den das menschliche Ohr besonders empfindlich ist, d.h. zwischen 1000und2000Hz.

Weiterhin soll durch die Erfindung eine Wiedergabeeinrichtung für Tonfrequenz geschaffen werden, die klein und billig ist und ein hörbares Signal abgeben kann, das sich angenehm anhört und leicht von den Signalen anderer hörbarer Signalvorrichtungen unterschieden werden kann, die sich am Ort der Fernsprechteilnehmereinrichtungen befinden.

Ferner soll die Erfindung eine Signalgabe an Fernsprechteilnehmer in mit niedriger Spannung betriebenen Fernsprechanlagen ermöglichen, derart, daß ein hörbares Ausgangssignal mit mindestens derjenigen Energie einer üblichen Fernsprecherklingel abgegeben wird, wofür jedoch nur ein Bruchteil der bisher zum Betrieb einer Klingel erforderlichen Leistung benötigt wird.

Diese und andere Ziele werden bei einer akustischen Signalvorrichtung, beispielsweise für Fernsprechteilnehmerapparate, bei welcher ein Resonator mit einer im wesentlichen ungedämpften, bei ihrer Eigenfrequenz schwingenden Membran gekoppelt ist, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Resonator einen ersten, unmittelbar mit der Membran akustisch gekoppelten Abschnitt und einen mit dem ersten Abschnitt verbundenen zweiten Abschnitt aufweist, daß der erste Abschnitt eine Resonanzfrequenz oberhalb der der Membran und die beiden Abschnitte zusammen eine Resonanz unterhalb der der Membran aufweisen, daß der zweite Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Abschnitt, um eine Belastung des ersten Abschnittes bei dessen Resonanzfrequenz zu vermeiden, und daß die Membran und der Resonator einen Frequenzbereich von im wesentlichen 1000 bis 2000 Hz umfassen. Die Einrichtung ist zum Einbau in einen Fernsprechtischapparat eingerichtet. Das offene Ende des größeren Abschnittes des Resonators liegt dabei in der Nachbarschaft einer öffnung in der Seite des Tischapparatgehäuses und ist durch diese öffnung hindurch mit der umgebenden Luft gekoppelt.

Die Erfindung und ihre Merkmale werden besser verständlich aus der Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform an Hand der Figuren der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fernsprechteilnehmerapparates mit der akustischen Signalvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Fernsprechapparates mit abgenommenem Gehäuse, bei welchem die Signalvorrichtung im Vordergrund sichtbar ist.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer an sich bekannten frequenzselektiven Signalvorrichtung für Gesellschaftsleitungen mit einer Signalvorrichtung bemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht der akustischen Signalvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 5 A bis 5 F eine graphische Darstellung des Frequenzganges der akustischen Signalvorrichtung gemäß der Erfindung in Beziehung auf das elektrische

ίο Eingangssignal und die akustischen Ausgangssignalfrequenzen und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Schallausgangsenergie der akustischen Signalvorrichtung gemäß der Erfindung für die Ruffrequenzen verschiedener Teilnehmer im Vergleich mit der Ausgangsleistung einer üblichen Klingel oder eines Weckers.

In Fig. 1 ist ein Fernsprechtischapparat 10 mit einem Gehäuse 11, einem Paar Hakenumschalterstiften 12, die aus der Gabel 13 herausragen, sowie

ao mit einer Nummernscheibe oder Wähleinrichtung 14 auf der abfallenden Vorderseite dargestellt. Unterhalb der Wählscheibe liegt ein Knopf 20, der die Einstellung des Lautstärkereglers für die innerhalb des Tischapparates 10 untergebrachte akustische Signalvorrichtung steuert. Auf einer Seite des Gehäuses 11 ist eine Anzahl von Schlitzen 19 angebracht, die eine öffnung bilden, durch die das akustische Signal zu hören ist.

In Fig. 2 ist der Fernsprechapparat 10 der Fig. 1 mit abgenommenem Gehäuse 11 dargestellt. Auf einer Grundplatte 25 ist ein mit den Stiften 12 der Fig. 1 zusammenwirkender Hakenumschalter 26, ein Übertragungsnetzwerk 27 und ein Teilnehmerauswahl-und Signal Verstärkernetzwerk 28 angeordnet. Ein Transistor 30 dient als Verstärkerelement sowohl für eine Amplitudenbegrenzung als auch für die Erzeugung von Harmonischen des hörbaren Signals und ist in den Verstärker 28 eingesteckt. Von dem Verstärker 28 kommende Leitungen 34 sind mit den Klemmen der Schwingspule eines Wandlers 32 der Signalvorrichtung 31 verbunden. Die Signalvorrichtung 31 enthält einen Wandler 32 und einen akustischen Resonator 33 und eine Abschlußplatte 35 mit einer öffnung im Bereich der Wandlermembran sowie ein Paar aneinander befestigter rohrförmiger Abschnitte 36 und 37. Die Abschlußplatte 35 des Resonators 33 ist an dem Wandler 32 durch ein Paar Z-förmige Klammern 39 befestigt. Obgleich in dieser bevorzugten Ausführungsform die rohrförmigen Abschnitte 36 und 37 hintereinander mit gemeinsamer Achse angeordnet sind, hat sich doch gezeigt, daß auch ein beträchtliches Abweichen von einem koaxialen Aufbau möglich ist, ohne daß die Ansprechempfindlichkeit wesentlich darunter leidet. Dadurch erhält man eine größere Freiheit im Aufbau und in der Befestigung der Signalvorrichtung innerhalb des engbegrenzten Raumes, wie man dies aus Fig. 2 erkennt.

Die akustische Signalvorrichtung hat eine Gesamtlänge von etwa 10,2 cm und eine Breite von etwa 5,1 cm, so daß sie im rückwärtigen Teil des Tischapparates in dem Raum untergebracht werden kann, der bisher von einem üblichen Wecker eingenommen wurde.

Diese Signalvorrichtung kann zusammen mit einem Fernsprechsignalsystem verwendet werden, dessen Schaltung in Fig. 3 gezeigt ist. Dieses Fernsprechsystem enthält im allgemeinen ein Fernsprechamt 50 mit einer Zentralbatterie 51 und einem Rufsignalgenerator 52, der in der Lage ist, eine Anzahl von Rufsignalen verschiedener Frequenz zu erzeugen, die

der Anzahl der Teilnehmer entsprechen, die über diese Fernsprechleitung gerufen werden sollen. Auf einer Seite der Fernsprechleitung 55 ist bei einer Teilnehmerstation ein Strombegrenzer 56 so angeordnet, daß das Wechselstromsignal an der Teilnehmerstation nicht größer ist als der Gleichstrom. An dem Strombegrenzer 56 ist auf der anderen Seite der Fernsprechleitung 55 ein Filternetzwerk 57 mit einer Spule mit mehreren Anzapfungen angeschlossen, welcher ein oder zwei Kondensatoren parallel geschaltet sind. Die jeweilige Anzapfung, an der ein oder mehrere Kondensatoren angeschlossen sind, bestimmt die Parallelresonanzfrequenz des Netzwerkes und damit die Frequenz, auf die die Signalvorrichtung anspricht. Eine Seite des Filternetzwerkes 57 ist über eine Vorspannungsdiode 60 mit dem Emitter eines Transistors 61 verbunden, der als C-Verstärker arbeitet. Die andere Seite des Filternetzwerkes 57 ist mit der Basis des Transistors 61 verbunden. Die erfindungsgemäße akustische Signalvorrichtung 31 ist zwischen dem Lautstärkeregler 62 im Kollektorkreis des Transistors 61 und einer Seite der Fernsprechleitung 55 angeschlossen. Eine Klemme der Signalvorrichtung 31 ist außerdem über einen Filterkondensator 65 und eine in einer Rückkopplungsschleife liegende Induktivität 66 mit dem Filternetzwerk verbunden. Bei dieser Anordnung liegt ein aus dem Fernsprechamt kommendes Wechselstromsignal und auch der Gleichstrom aus dem Amt auf der Fernsprechleitung 55. Das Wechselstromsignal wird bei der Teilnehmerstation in dem Strombegrenzer 56 begrenzt. Das Filternetzwerk 57 spricht nur auf diese besondere, dem Teilnehmer zugeordnete Frequenz an und erhöht dadurch die Spannung der Basis des Transistors so weit, daß die durch die Diode 60 gelieferte Vorspannung überwunden wird und daß Kollektorstromimpulse durch die Signalvorrichtung 31 fließen. Auf Grund der Wirkung der Vorspannungsdiode 60 arbeitet der Verstärker als C-Verstärker, wodurch eine Vielzahl von Harmonischen der einzigen Eingangsfrequenz erzeugt werden. Die Energieverteilung der akustischen Ausgangsenergie liegt in der Größenordnung von 40% für die Grundwelle, 4O°/o für die zweite Harmonische, 15% für die dritte Harmonische und das übrige für die höheren Harmonischen. Die Grundwelle, die zweite und die dritte Harmonische liefern im wesentlichen alle Energie im Arbeitsbereich der Signalvorrichtung, so daß die höheren Harmonischen keine Berücksichtigung zu finden brauchen.

Der Aufbau der Signalvorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt. Der Wandler enthält einen ringförmigen Magneten 40 mit einem ringförmigen Polschuh oder Polring 41, der einen ringförmigen Luftspalt zwischen dem Polring und einer gewölbten Membran 43 schafft, die einen ringförmigen Anker 42 innerhalb des Luft-Spaltes trägt. Eine Wicklung 45 liegt um den Polring herum und erzeugt ein sich änderndes magnetisches Feld in dem Luftspalt, wodurch sich eine Bewegung des Ankers 42 und der Membran 43 ergibt. Auf der gewölbten Seite der Membran 43 ist eine Kappe 46 angebracht, die ungefähr 9 ecm Luftraum hinter der Membran umschließt. Die Kappe 46, der Polschuh 41 und der Magnet 40 sind mittels eines becherförmigen Gitters 47 miteinander verbunden, dessen Abschlußring über den Rand der Kappe 46 umgebördelt ist. Eine feuchtigkeitsdichte Membran 48 ist über der Membran 43 unter dem Gitter 47 in einer bei Fernhörern gebräuchlichen Weise angebracht.

Die Schallmembran enthält ein ringförmiges, flaches Teil aus magnetischem Material, wie z. B. einer Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierung, die unter dem Namen Vanadium-Permandar bekannt ist, und ein über dem Mittelteil dieses flachen Ringes befestigtes, gewölbtes Element von geringem Gewicht, das beispielsweise aus Aluminium oder imprägniertem Stoff besteht. In einer besonderen Anwendungsform hatte die Membran eine Masse M von 0,44 g und eine Steifigkeit S von 40 · 10⁶ Dyn/cm. Wie sich aus der Gleichung

• S

ergibt, bestimmt sich die Resonanzfrequenz dieser Membran aus ihrer Masse und Steifigkeit und liegt in der Größenordnung von 1520 Hz.

Verwendet man Material größerer Steifigkeit oder kleinerer Masse, dann kann natürlich die Resonanzfrequenz erhöht werden, während durch entgegengesetzte Änderungen die Resonanzfrequenz erniedrigt werden kann. Es ist erwünscht, daß für ein Arbeiten im Bereich der größten Hörschärfe die Eigenfrequenz der Membran zwischen 1000 und 2000 Hz liegt.

Der Wandler ist über Z-förmige Klammern 39 mit der Resonatorabschlußplatte 35 verbunden. Der erste rohrförmige Abschnitt 36 des Resonators 33 ist mit der Membran akustisch gekoppelt. Dieses rohrförmige Teil ist an beiden Seiten offen und hat eine Länge, die einer Viertelwellenlänge einer Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz der Membran entspricht, insbesondere einer Frequenz in der Größenordnung von 2000 Hz. Der Durchmesser oder die Querabmessung des ersten rohrförmigen Abschnittes

36 ist geringer als seine Länge und demgemäß klein im Vergleich mit der Schallwellenlänge bei der Resonanzfrequenz. Über einen Flansch 38 ist mit dem äußeren Ende des rohrförmigen Abschnittes 36 ein zweiter rohrförmiger Abschnitt 37 verbunden, der einen größeren Durchmesser aufweist als der erste rohrförmige Abschnitt 36, wodurch, wie beabsichtigt, die Belastung des zweiten rohrförmigen Abschnittes für den ersten bei 2000 Hz gering ist. Daher ist der erste rohrförmige Abschnitt 36 bei dieser Frequenz tatsächlich unmittelbar mit der umgebenden Luft gekoppelt. Der zweite rohrförmige Abschnitt 37 ist so lang, daß er zusammen mit der Länge des rohrförmigen Abschnittes 36 in seiner Gesamtlänge einer Viertelwellenlänge einer Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz der Membran entspricht und insbesondere einer Frequenz in der Größenordnung von 1000 Hz. Der Durchmesser beider Abschnitte 36 und

37 ist klein im Vergleich mit der Schallwellenlänge bei 1000 Hz. Bei dieser Frequenz scheint die zusammengesetzte Anordnung ein Rohr von einer Viertelwellenlänge zu bilden. Die Längs- und Querabmessungen des zusammengesetzten Resonators können für das gewünschte Betriebsband der akustischen Signalvorrichtung gewählt werden. Wie weiter oben ausgeführt, liegt das am besten für diese Zwecke geeignete Frequenzband zwischen 1000 und 2000 Hz. Hat der Wandler eine genau definierte Resonanzfrequenz und Ansprechcharakteristik um 1500 Hz herum, dann wird eine maximale Menge von elektrischer Energie in der Nähe dieser Frequenz in akustische Energie umgewandelt. Bei geeigneter Wahl der Resonatorabmessungen wird der übrige Teil des gewünschten Bandes angehoben oder betont.

Die Verhältnisse zwischen den Frequenzen und Abmessungen einer bevorzugten Ausführungsform

der Erfindung nach Fig. 4 bestimmen sich aus der Gleichung

wobei λ die Wellenlänge in cm, c gleich 34 400 cm/Sek. gleich die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20° C

und / die Frequenz der Welle in Schwingungen pro Sekunde (Hz) ist.

Aus dieser Gleichung berechnen sich die Wellenlängen der vorbestimmten Eckfrequenzen f_a und f_b, nämlich 1000 und 2000 Hz zu l_a gleich 34,4 cm und As gleich 17,2 cm. Die Abmessungen des Resonators, welche alle Funktionen einer Viertelwellenlänge dieser Frequenzen sind, sind in diesem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt gewählt:

Resonator

Durchmesser

Kleiner Abschnitt	4 K	— 4,3 cm	D -*»	,d h	■- 4,3 cm
Beide Abschnitte kombiniert	4 L_b	= 8,6 cm	⁴
Größerer Abschnitt		D ^λα	,d.h.	< 8,6 cm

Das Ansprechen der Signalvorrichtung des Teilnehmers wird im Zusammenhang mit Fig. 5 erklärt. In Fig. 5 A ist die Energie- und Frequenzverteilung eines vom Amt kommenden Signals angegeben, wie es der Fernsprechleitung zugeführt wird, die acht Gesellschaftsteilnehmer bedient. Die Linie Z₁ bezeichnet die tiefste und f_s die höchste Teilnehmersignalfrequenz. Die Signalfrequenzen der übrigen sechs Teilnehmer liegen zwischen diesen Werten. Das Ausgangssignal des Transistorverstärkers auf das entsprechende Rufsignal der Teilnehmer 1 und 8 ist in Fig. 5 B dargestellt. Die Grundwelle mit der Frequenz /j wird verstärkt, und es treten die zweite und dritte Harmonische auf. Dasselbe gilt für den Teilnehmer 8. Man sieht, daß die Signalfrequenzen vom Amt alle unterhalb des verwendeten Frequenzbereichs und des Ansprechbereichs des Wandlers liegen, der in Fig. 5 C gezeigt ist. Der akustische Resonator 33, der mit dem Wandler 32 gekoppelt ist, weist jedoch einen Frequenzgang auf, der in Fig. 5 D gezeigt ist und einen Hocker unterhalb und einen Hocker oberhalb der Resonanzfrequenz der Membran aufweist. Diese Hocker sind mit f_A und fg bezeichnet. Der Abstand zwischen diesen Höckern wird, wie bereits erwähnt, durch die Abmessungen des Resonators bestimmt. Die Eigenschaften des Aufbaues von Wandler und Resonator zusammen ist in Fig. 5 E dargestellt und zeigt einen brauchbaren gleichförmigen Frequenzgang in dem begrenzten Frequenzbereich von 900 bis 2500 Hz.

In Fig. 5 F ist das Ausgangssignal der Signalvorrichtung bei den Teilnehmerstationen 1 und 8 in Abhängigkeit von ihren Signalen wie auch die Einhüllende des maximalen Ausgangssignals für alle acht Teilnehmer dargestellt. Diese Einhüllende erscheint als punktierte Linie mit einer flachen Kuppe zwischen 1000 und 2000 Hz, die auf beiden Seiten oberhalb und unterhalb dieser Werte rasch abfällt. Aus dieser Abbildung erkennt man, daß bei Verwendung des gleichen Resonatoraufbaues bei allen acht Teilnehmerstationen jeder der acht Teilnehmer wahlweise gerufen werden kann und ein hörbares Signal von im wesentlichen gleichen Eigenschaften und gleicher Lautstärke hören wird. Die gesamte Ausgangsenergie bei jeder Teilnehmerstation im Vergleich zu bisher üblichen Weckanlagen ergibt sich aus Fig. 6.

In allen Fällen ist trotz einigen leichten Abweichungen von der Frequenz eines Teilnehmers zur nächsten die Ausgangsschallenergie mindestens gleich groß wie bei den bisher üblichen Weckeinrichtungen eines Fernsprechapparates.

Zum Vergleich sei angegeben, daß die zum Betrieb eines üblichen Weckers verwendete Energie in der Größenordnung von 250 Milliwatt liegt, während die abgegebene akustische Energie etwa in der Größenordnung von 27 Dezibel über 1 Mikrowatt oder 0,5 Milliwatt liegt, die von dem Fernsprechapparat abgestrahlt wird. Der Wirkungsgrad dieser Umwandlung ergibt sich aus diesen Werten zu 0,2%. Im Gegensatz zu dem üblichen Wecker ist die Eingangsenergie bei Fernsprechsignalvorrichtungen gemäß der Erfindung 10 Milliwatt, aus denen eine akustische Ausgangsleistung von 29,5 Dezibel oder 0,8 Milliwatt über 1 Mikrowatt erzeugt wird. Der Wirkungsgrad dieser Signalvorrichtung liegt daher in der Größenordnung von 8°/o. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann also mit etwa dem fünfundzwanzigsten Teil der bisherigen Energie betrieben werden und ergibt eine größere akustische Ausgangsleistung. Wirkungsgradmäßig gesprochen ergibt die Erfindung eine Verbesserung von 40 :1.

Daher wird trotz der Verwendung von Signalen kleiner Energie aus dem Amt eine größere akustische Gesamtenergie bei der Teilnehmerstation an die Luft abgestrahlt, und diese Energie ist in einem Frequenzbereich verteilt, für den das menschliche Ohr sehr empfindlich ist.

Von ähnlicher Bedeutung ist die Tatsache, daß die Signalvorrichtung einfach konstruiert ist, geringen Raum einnimmt und leicht innerhalb eines Fernsprechapparates angebracht werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Akustische Signalvorrichtung, beispielsweise für Fernsprechteilnehmerapparate, bei welcher ein Resonator mit einer im wesentlichen ungedämpften, bei ihrer Eigenfrequenz schwingenden Membran gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator einen ersten, unmittelbar mit der Membran akustisch gekoppelten Abschnitt und einen mit dem ersten Abschnitt verbundenen zweiten Abschnitt aufweist, daß der erste Ab-

schnitt eine Resonanzfrequenz oberhalb der der Membran und die beiden Abschnitte zusammen eine Resonanzfrequenz unterhalb der der Membran aufweisen, daß der zweite Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Abschnitt, um eine Belastung des ersten Abschnittes bei dessen Resonanzfrequenz zu vermeiden, und daß die Membran und der Resonator einen Frequenzbereich von im wesentlichen 1000 bis 2000 Hz umfassen. xo

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator die Membran an die umgebende Luft ankoppelt und daß jeder Abschnitt im Leerlauf betrieben wird, wobei die beiden Abschnitte hintereinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator ein Viertelwellenlängenresonator ist und daß einer der Abschnitte des Resonators bzw. der gesamte Resonator jeweils eine ausgesprochene Resonanzfrequenz aufweisen und daß diese beiden Frequenzen die Resonanzfrequenz der Membran umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz eines solchen Abschnittes in der Größenordnung von 2000 Hz liegt und daß die Frequenz des gesamten Resonators in der Größenordnung von 1000 Hz liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Resonatorabschnitte rohrförmig ist und daß der erste Abschnitt unmittelbar mit der Membran gekoppelt und bei einer Frequenz oberhalb der Eigenfrequenz der Membran in Resonanz ist, während der erste und der zweite Abschnitt zusammen bei einer Frequenz unterhalb der Eigenfrequenz der Membran in Resonanz sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt im wesentlichen größere Querabmessungen aufweist als der erste Abschnitt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rohrförmige Abschnitt eine Länge aufweist, die einer Viertelwellenlänge entspricht, und einen Durchmesser, der kleiner ist als eine Viertelwellenlänge einer Frequenz in der Größenordnung von 2000 Hz.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite rohrförmige Abschnitt zusammen eine Länge von einer Viertelwellenlänge bei einer Frequenz in der Größenordnung von 1000 Hz aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite rohrförmige Abschnitt einen Durchmesser aufweist, der gleich einer Viertelwellenlänge einer Frequenz zwischen 1000 und 2000 Hz ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Energie einer Ausgangsfrequenz des Wandlers zwischen der vorbestimmten Frequenz des ersten Abschnittes und der davon verschiedenen vorbestimmten Frequenz des zweiten Abschnittes liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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