DE10394288B3

DE10394288B3 - Kommunikationseinrichtung zum Anschluss an einen externen Schallwandler

Info

Publication number: DE10394288B3
Application number: DE10394288A
Authority: DE
Inventors: Stefan Eder; Fan Yung Ma
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2023-08-30
Also published as: US20060142062A1; AU2003265205A1; WO2005022874A1

Abstract

Kommunikationseinrichtung mit einer Schnittstelle (39), die mehrere elektrische Kontakte (43) für eine Verbindung zu jeweiligen elektrischen Kontakten (45) einer Schallwandlereinrichtung (37) enthält, wobei die Kommunikationseinrichtung folgendes enthält:
eine Detektionsschaltung (71) mit einem Detektionszustand und einem Nicht-Detektionszustand, wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) ein Signal ausgibt, das einen Impedanzwert zwischen mindestens zwei der Kontakte (43) der Schnittstelle (39) anzeigt, und nur das Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Schallwandlereinrichtung (37) an die Kommunikationseinrichtung angeschlossen ist, und wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Nicht-Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) das Signal nicht ausgibt; und
eine Steuereinheit (15) zum Modifizieren der Operation der Schnittstelle (39) auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationseinrichtung, die dafür ausgelegt ist zu bestimmen, ob sie an einen Schallwandler angeschlossen ist. Ein Schallwandler ist hier als eine Einrichtung definiert, die in der Lage ist, auf der Basis elektrischer Signale, die von der Kommunikationseinrichtung erzeugt werden, Schall zu erzeugen die und/oder, in der Lage ist, auf der Basis von Schallsignalen, die sie empfängt, elektrische Signale zu erzeugen.
Allgemeiner Stand der Technik
1 zeigt die Struktur einer bekannten digitalen Kommunikationseinrichtung wie etwa eines Digitaltelefons. Ihre Verarbeitungskapazität basiert auf einer einstückigen elektrischen Komponente 1, die als ein ”Telefonchip” bezeichnet wird. Der Telefonchip enthält eine AFE-(analogue front end)-Einheit 3, die einen eingebauten Lautsprecher 5 ansteuert und die Signale von einem eingebauten Mikrofon 7 empfängt. Die Struktur enthält weiterhin eine Digitalsignalverarbeitungseinheit 9 (die in der Regel sowohl einen ROM 11 als auch einen RAM 13 enthält) und eine Host-CPU 15 (die möglicherweise Zugang zu einem externen Speicher 17 besitzt). Die Verarbeitungseinheit 9 und die CPU 15 verwalten die Kommunikation mit anderen Kommunikationseinrichtungen über eine Kommunikationsleitung (z. B. eine Telefonleitung), die in 1 nicht gezeigt ist. Der Telefonchip 1 enthält außerdem eine TSF-(terminal specific functions)-Einheit 19, die an Benutzerschnittstellenkomponenten des Telefons, insbesondere an ein Tastenfeld 21 (über eine Tastenscaneinheit 23 der TSF 19), an LEDs 25 (über eine LED-Multiplexereinheit 27 der TSF 19) und an ein Display 29 (in der Regel über Impulsbreitenmodulatoren (PWMs) 31) und einen Bus 33 (in der Regel von der als I²C-Bus bezeichneten Art) angeschlossen ist.
Herkömmlicherweise kann das Telefon auch an einen oder mehrere externe Schallwandler angeschlossen sein. Diese Schallwandler können einen externen Handapparat 35 und/oder eine externe Kopfsprechgarnitur 37 enthalten. Der Telefonchip 1 muss wissen, ob einer der Schallwandler 35, 37 angeschlossen ist, und falls ja, welcher. Ein erster Grund dafür liegt darin, dass, wenn die Schallwandler nicht angeschlossen sind, die Einrichtungskommunikationseinrichtung Strom sparen kann, indem sie die Buchse, an die der Wandler angeschlossen ist, nicht mit Strom versorgt. Ein weiterer Grund ist für Systemdiagnosezwecke, um zum Beispiel eine Fehlermeldung für den Fall zu erzeugen, dass die Schallwandler 35, 37 fehlen. Ein weiterer und sehr wichtiger Grund besteht darin, dass bei einigen existierenden Kommunikationseinrichtungen nur ein Kanal unterstützt wird, so dass jeweils nur ein Lautsprecher und ein Mikrofon angeschlossen sein können.
Eine erste Möglichkeit, wie dies herkömmlicher Weise realisiert wird, ist in 2 gezeigt, in der aus Gründen der Vereinfachung außer der AFE 3 und der Host-CPU 15 die anderen Komponenten des Telefonchips 1 weggelassen worden sind. Der Telefonchip 1 enthält eine Schnittstelle 39 mit Eingängen und/oder Ausgängen (es sind vier gezeigt, doch ist die Anzahl nicht begrenzt) für eine elektrische Verbindung zu jeweiligen elektrischen Kontakten 43 einer Buchse 41. Die elektrischen Kontakte 43 der Buchse 41 sind für eine Verbindung zu jeweiligen Kontakten 45 eines Steckers 47 der Kopfsprechgarnitur 37 bestimmt. Der Telefonchip 1 enthält weiterhin eine separate Eingangsleitung 49, die über einen Widerstand 53 elektrisch mit einer hohen Spannung 51 und einem mechanischen Schalter 55innerhalb der Buchse 41 verbunden ist. Der mechanische Schalter 55 ist so konfiguriert, dass er beim Einstecken des Steckers 47 in die Buchse 41 die Leitung 49 mit einer Masse 57 verbindet (in 2 ist der mechanische Schalter 55 so gezeigt, dass er ein nachgiebiges Element 59 umfasst, das durch das Einstecken des Steckers 47 in die Buchse 41 so verformt wird, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Leitung 49 und der Masse 57 entsteht). Somit weist die Leitung 49 eine hohe Spannung auf, wenn der Stecker 47 nicht in die Buchse 41 eingesteckt ist und eine niedrige Spannung, wenn der Stecker 47 in die Buchse 41 eingesteckt ist. Der Telefonchip 1 ist so konfiguriert, dass er einen Übergang zwischen diesen Schritten als ein Unterbrechnungssignal behandelt, das anzeigt, dass der Stecker in die Buchse 41 eingesetzt oder aus dieser herausgezogen wird.
Eine zweite Möglichkeit, wie dies realisiert werden kann, ist in 3 gezeigt. Bei dieser Figur sind die Elemente, die genau denen von 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Dieses System unterscheidet sich dadurch von dem in 3, dass der mechanische Schalter 55 durch zwei Leitungen 61 in der Buchse 41 (jeweils an die Leitung 49 und an Erde 57 angeschlossen) und zwei Kontakte 63 im Stecker 47 (miteinander verbunden) ersetzt ist. Die Leitungen 61 kontaktieren jeweilige der Kontakte 63, wenn der Stecker 47 in die Buchse eingesteckt wird, und verbinden somit die Leitung 49 mit Erde 57. Somit ist die Leitung 49 an hoch oder niedrig gekoppelt, und der Übergang zwischen diesen Zuständen wirkt wieder als ein Unterbrechungssignal.
Diese beiden bekannten Systeme sind mit dem Problem behaftet, dass sie erfordern, dass der Stecker und/oder Schalter zusätzliche Komponenten enthalten sollte (z. B. den Pull-Up-Widerstand 53, den mechanischen Schalter 55 und/oder die Kontakte 61, 63).
Weiterhin erfordert die Technik, dass der Telefonchip 1 mit dem zusätzlichen Eingang für die Leitung 49 versehen ist.
Außerdem erfordert die Leitung 49 eine Verlegung zwischen der Buchse 41 und dem Telefonchip 1, wodurch das Layout der Leiterplatte, auf der der Telefonchip 1 herkömmlicher Weise montiert ist, komplizierter wird.
Weitere Kommunikationseinrichtungen sind aus der US 6,594,366 B1 , der US 5, 825, 873 A und der WO 00/03529 A1 bekannt.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung strebt die Bereitstellung einer neuen und nützlichen Kommunkationseinrichtung und eines Telefonchips zur Verwendung in einer derartigen Einrichtung an. Insbesondere strebt die vorliegende Erfindung an, dass die Bereitstellung einer separaten Leitung für ein zu erzeugendes Unterbrechungssignal unnötig wird, damit der Telefonchip das Vorliegen einer externen Schallwandlereinrichtung anzeigt.
Allgemein ausgedrückt schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass der Telefonchip in der Lage sein sollte, eine Impedanz der Buchse zu messen, die dementsprechend variiert, ob ein externer Schallwandler an die Buchse angeschlossen ist. Somit kann der Telefonchip auf der Basis der Messung bestimmen, ob die Buchse an einen Schallwandler angeschlossen ist.
Bei diesem Dokument wird der Ausdruck ”Impedanz” so verwendet, dass er innerhalb seines Umfangs sowohl eine Impedanz wie herkömmlich definiert (das heißt ein komplexer Wert) als auch einen Ohmschen Widerstand beinhaltet.
Spezifisch schlägt die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Kommunikationseinrichtung vor mit einer Schnittstelle, die mehrere elektrische Kontakte für eine Verbindung zu jeweiligen elektrischen Kontakten einer Schallwandlereinrichtung enthält, wobei die Kommunikationseinrichtung folgendes enthält:
eine Detektionsschaltung mit einem Detektionszustand und einem Nicht-Detektionszustand, wobei, wenn sich die Detektionsschaltung im Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung ein Signal ausgibt, das einen Impedanzwert zwischen mindestens zwei der Kontakte der Schnittstelle anzeigt, und nur das Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Schallwandlereinrichtung an die Kommunikationseinrichtung angeschlossen ist, und wobei, wenn sich die Detektionsschaltung im Nicht-Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung das Signal nicht ausgibt; und
eine Steuereinheit zum Modifizieren der Operation der Schnittstelle auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.
Bei einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung einen Telefonchip vor zur Verwendung in einer Kommunikationseinrichtung, wobei der Telefonchip folgendes aufweist:
eine Schnittstelle mit mehreren elektrischen Kontakten zum Kommunizieren elektrischer Signale mit einer externen Schallwandlereinrichtung und
eine Detektionsschaltung mit einem Detektionszustand und einem Nicht-Detektionszustand, wobei, wenn sich die Detektionsschaltung im Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung ein Signal ausgibt, das einen Impedanzwert zwischen mindestens zwei der Kontakte der Schnittstelle anzeigt, und nur das Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Schallwandlereinrichtung an die Kommunikationseinrichtung angeschlossen ist, und wobei, wenn sich die Detektionsschaltung im Nicht-Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung das Signal nicht ausgibt; und
Steuermittel zum Modifizieren der Operation der Schnittstelle auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden nun lediglich zur Veranschaulichung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch die Struktur bestimmter bekannter Kommunikationseinrichtungen (Digitaltelefone);
2 schematisch eine von den bekannten Kommunikationseinrichtungen verwendete erste Technik, um zu bestimmen, ob ein externer Schallwandler angeschlossen ist;
3 schematisch eine von den bekannten Kommunikationseinrichtungen verwendete zweite Technik, um zu bestimmen, ob ein externer Schallwandler angeschlossen ist;
4 schematisch einen Abschnitt eines Kommunikationssystems, der eine Ausführungsform der Erfindung ist; und
5, die aus 5(a) und 5(b) besteht, Konfigurationen eines Abschnitts einer Detektionseinheit, in einem Telefonchip der Ausführungsform von 4 vorgesehen.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Die Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung, die eine Gesamtstruktur gemäß 1 aufweist. Die innere Struktur der Kommunikationseinrichtung differiert jedoch etwas, wie in 4 dargestellt, die die Struktur ausführlicher zeigt (wobei der Einfachheit halber die Abschnitte des Kommunikationssystems von 1 weggelassen worden sind, die weder in 2 noch in 3 gezeigt sind). Insbesondere verwendet die Ausführungsform eine andere Technik, um zu detektieren, ob die Kommunikationseinrichtung an einen externen Schallwandler angeschlossen ist. Elemente von 4, die jenen von 1 bis 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet, außer dass der Telefonchip selbst mit 101 gekennzeichnet ist.
Der Telefonchip 101 von 4 weist im Allgemeinen den gleichen Aufbau wie der Telefonchip 1 von 1 bis 3auf, er besitzt aber keinen Eingang zum Empfangen eines Unterbrechungssignals, das anzeigt, ob eine Schalleinrichtung an die Buchse 41 angeschlossen ist. Der Telefonchip 101 von 4 enthält jedoch im Vergleich zu dem Telefonchip der 2 und 3 eine zusätzliche Detektionsschaltung 71, die Teil der AFE 3 ist.
Während in den 1 und 3 die Buchse 41 so konfiguriert war, dass sie Komponenten zum Erzeugen eines Unterbrechnungssignals enthält, enthält die Buchse 41 von 4 keine derartige Komponente und ist nicht über eine Leitung zum Führen eines Unterbrechungssignals an den Telefonchip 101 angeschlossen. Die Buchse 41 von 4 enthält nur Kontakte 43 für eine Verbindung mit entsprechenden Kontakten 45 eines Steckers 47 der externen Schalleinrichtung (z. B. einer Kopfsprechgarnitur 37).
Die Detektionsschaltung 71 ist so ausgelegt, dass sie eine Impedanz zwischen mindestens zwei der Leitungen 39a, 39b der Schnittstelle 39 misst. Bevorzugt sind diese zwei Leitungen 39a, 39b sind Leitungen, die, wenn der Stecker 47 mit der Buchse 41 verbunden ist, ein Ausgangssignal führen, das den Lautsprecher bestromt (anstatt Leitungen 39c, 39d, die ein vom Mikrofon erhaltenes Signal führen), weil die Impedanzeigenschaften des Lautsprechers im Allgemeinen bekannt sind, während jene des Mikrofons es im Allgemeinen nicht sind. Außerdem können bestimmte Arten von Mikrofonen möglicherweise durch ein an ihre Ausgangsleitungen angelegtes Signal beschädigt werden. Die Detektionsschaltung ist so ausgelegt, dass sie zwischen den Leitungen 39a, 39b der Schnittstelle 39 ein Spannungssignal entwickelt und bestimmt, ob ein Stecker mit der Buchse 41 verbunden ist. Dies geschieht über einen Prozess, der effektiv auf eine Messung eines Impedanzwerts R_L zwischen den Leitungen 39a, 39b hinausläuft. Wenn beispielsweise der Stecker 47 nicht mit der Buchse 41 verbunden ist, dann wird die Spannung zwischen den Leitungen 39a, 39b einfach gleich einem hohen Spannungswert sein (d. h. R_L ist sehr hoch), wohingegen, wenn der Stecker 47 mit der Buchse 41 verbunden ist, der Spannungswert zwischen den Leitungen 39a, 39b im Allgemeinen verschieden sein wird (d. h. einen niedrigeren Wert von R_L anzeigen wird).
5(a) zeigt eine erste mögliche Form der Detektionsschaltung 71. Gemäß dieser Schaltung liefern eine Spannungsquelle V_S und zwei Verstärker 73 das normale Ansteuersignal an einen externen Lautsprecher. Wenn jedoch getestet werden soll, ob der Schallwandler angeschlossen ist, wird das Lautsprecheransteuersignal blockiert (z. B. durch Blockieren der Verstärker 73), und ihre Rolle wird von einer Stromquelle 75 übernommen. Die Stromquelle 75 erzeugt einen bekannten Strom I_t zwischen den beiden Leitungen der Schnittstelle 39 (d. h. an der Impedanz R_L). Eine Spannungsdetektionseinheit 77 mit hoher Impedanz misst die Spannung V_d an R_L und vergleicht sie mit der Spannungsdifferenz V_D zwischen zwei Referenzspannungseingängen 79. Dementsprechend, ob V_d größer oder kleiner als V_D ist, gibt die Einheit 77 ein anderes Spannungssignal als ihr Ausgangssignal 79 aus. Dieses Ausgangssignal 79 fungiert als ein Unterbrechungssignal für den Telefonchip 101.
Der Telefonchip 101 ist so konfiguriert, dass er genau so auf dieses Unterbrechungssignal reagiert, wie die Telefonchips 1 der 2 und 3 auf das Unterbrechungssignal auf der Leitung 41 reagieren. Insbesondere wird es dazu verwendet, zu modifizieren, wie die Schnittstelle 39 verwendet wird (z. B. durch Beenden des Sendens und/oder Lauschens auf Signale durch die Schnittstelle 39, wenn bestimmt wird, dass der Stecker 47 aus der Buchse 41 herausgezogen ist, oder umgekehrt durch Starten des Sendens von Signalen, wenn bestimmt wird, dass der Stecker 47 in die Buchse 41 eingesteckt ist).
Natürlich sollte die Detektionsschaltung 71 die Leitungen der Schnittstelle 39, an die sie angeschlossen ist, nicht daran hindern, ihre normale Funktion durchzuführen. Aus diesem Grund arbeitet die Stromquelle 75 als ein Test vorzugsweise nur intermittierend (z. B. periodisch).
5(b) ist ein Implementierungsbeispiel der Stromquelle 75 von 5(a). Die Detektionsschaltung enthält bevorzugt zwei Eingänge (z. B. von einer Zeitsteuerschaltung, in 5(b) als V_bP und 81 gezeigt. Das Signal 81 ist hoch, wenn eine Detektion durchgeführt werden soll, und ansonsten niedrig. Das Signal V_bP ist auf einem Vorwert, wenn die Detektion ausgeführt werden soll, und ansonsten hoch. Der Eingang 81 steuert einen nMOS-Transistor 83, der in Reihe mit einem pMOS-Transistor 85 und der effektiven Impedanz R_L zwischen den bekannten Spannungswerten V_DD und V_ss geschaltet ist. Der pMOS-Transistor 85 ist so vorgespannt, dass er während Detektionsperioden durchgeschaltet ist, und zwar durch ein Signal V_bP.
Wenngleich nur eine einzelne Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, sind, wie für einen Fachmann klar ist, innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung viele Variationen möglich.

Claims

Kommunikationseinrichtung mit einer Schnittstelle (39), die mehrere elektrische Kontakte (43) für eine Verbindung zu jeweiligen elektrischen Kontakten (45) einer Schallwandlereinrichtung (37) enthält, wobei die Kommunikationseinrichtung folgendes enthält: eine Detektionsschaltung (71) mit einem Detektionszustand und einem Nicht-Detektionszustand, wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) ein Signal ausgibt, das einen Impedanzwert zwischen mindestens zwei der Kontakte (43) der Schnittstelle (39) anzeigt, und nur das Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Schallwandlereinrichtung (37) an die Kommunikationseinrichtung angeschlossen ist, und wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Nicht-Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) das Signal nicht ausgibt; und eine Steuereinheit (15) zum Modifizieren der Operation der Schnittstelle (39) auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.
Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Detektionsschaltung (39) und die Steuereinheit (15) innerhalb einer einstückigen elektrischen Komponente (1) vorgesehen sind, die weiterhin Mittel (3) aufweist zum Erzeugen elektrischer Signale zum Ansteuern der Schallwandlereinrichtung (37).
Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Mittel (3) zum Erzeugen elektrischer Signale so konfiguriert ist, dass es während des Nicht-Detektionszustandes der Schallwandlereinrichtung (37) ein Lautsprecheransteuersignal zuführt, und das Lautsprecheransteuersignal während des Detektionszustandes blockiert ist.
Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Detektionsschaltung (71) ferner eine steuerbare Stromquelle (75) enthält, die so konfiguriert ist, dass sie einen von einem Vorspannungswert (VbP, 81) abhängenden Strom erzeugt.
Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die so konfiguriert ist, dass sie die Detektionsschaltung (71) intermittierend zwischen dem Detektionszustand und dem Nicht-Detektionszustand umschaltet.
Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Impedanzwert zwischen Kontakten (43) der Schnittstelle (39) gemessen wird, die zum Übertragen eines elektrischen Signals an die externe Schalleinrichtung (37) bestimmt sind.
Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Detektionsschaltung (71) so ausgelegt ist, dass sie das Signal als ein ausgewähltes von zwei Zuständen ausgibt, die jeweils anzeigen, dass die Impedanz über oder unter einem vorbestimmten Niveau liegt.
Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Kombination mit einer externen Schallwandlereinrichtung (37), die über die Schnittstelle (39) an die Kommunkationseinrichtung angeschlossen ist.
Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 8, bei der die externe Schallwandlereinrichtung (37) eine Kopfsprecheinrichtung mit Schallerzeugungselementen ist.
Telefonchip (1) zur Verwendung in einer Kommunikationseinrichtung, wobei der Telefonchip folgendes aufweist: eine Schnittstelle (39) mit mehreren elektrischen Kontakten zum Kommunizieren elektrischer Signale mit einer externen Schallwandlereinrichtung (37) und eine Detektionsschaltung (71) mit einem Detektionszustand und einem Nicht-Detektionszustand, wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) ein Signal ausgibt, das einen Impedanzwert zwischen mindestens zwei der Kontakte (43) der Schnittstelle (39) anzeigt, und nur das Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Schallwandlereinrichtung (37) an die Kommunikationseinrichtung angeschlossen ist, und wobei, wenn sich die Detektionsschaltung (71) im Nicht-Detektionszustand befindet, die Detektionsschaltung (71) das Signal nicht ausgibt; und Steuermittel (15) zum Modifizieren der Operation der Schnittstelle (39) auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.