DE19726595A1

DE19726595A1 - Acoustic two-tone call signal radiation method for loud-speaker telephone

Info

Publication number: DE19726595A1
Application number: DE1997126595
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Ing Pieper
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1998-12-24

Abstract

The call signal radiation method uses the loudspeaker for the loud-speaking telephone, which is supplied with an electric call signal having a number of base frequencies corresponding to the number of call signal tones. The call signal is provided by a sequence of individual pulses with the pulse ratio and pulse shape tuned to the acoustic resonators and the loudspeaker frequency characteristic for increasing the acoustic call signal volume.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Abstrahlung eines zu mindest zweitönigen akustischen Rufsignals mittels eines durch oberwellenhaltige und eine der Tönezahl entsprechende Anzahl von Grundfrequenzen aufweisende elektrische Tonrufan regungssignale gespeisten Lauthörlautsprechers eines Laut hörfernsprechers.The present invention relates to the radiation of a at least two-tone acoustic call signal using a through harmonic content and one corresponding to the number of tones Number of electrical frequencies with basic frequencies excitation signals fed loudspeaker of a sound headset.

Für die Abstrahlung des Tonrufs an Fernsprechendeinrichtungen werden oftmals spezielle Tonrufwandler eingesetzt, die durch stark ausgeprägte Resonanzen speziell auf die Frequenzen des Tonrufsignals abgestimmt sind. Ein derartiger piezokerami scher Wandler ist aus der DE 35 05 478 C2 bekannt. Dieser Wandler wird mit abwechselnd positiven und negativen Recht eckimpulsen gespeist, deren Länge und Abstand zur Aufwendung minimaler Umladeenergie optimiert wird.For the radiation of the ringing tone on telephone equipment special ringer converters are often used, which by strong resonances especially on the frequencies of the Ring signal are tuned. Such a piezokerami shear converter is known from DE 35 05 478 C2. This Transformer is alternately positive and negative right corner impulses fed, their length and distance to the expenditure minimal recharge energy is optimized.

Es ist weiterhin bekannt, das Tonrufsignal nicht über einen individuell hierfür vorgesehenen Tonrufwandler, sondern bei Fernsprechern mit sogenannten Lauthörlautsprechern über die sen Lautsprecher abzustrahlen. Da dieser Lautsprecher mög lichst originalgetreu die Sprache des Teilnehmers an der Ge genfernsprechstelle übertragen soll, werden resonanzarme Lautsprecher eingesetzt. Im Hinblick auf Vorschriften der Netzbetreiber bezüglich der Beschaffenheit des Tonrufes - mindestens zweitönig, Frequenzintervall für die Grundfrequen zen z. B. zwischen 800 und 1500 Hz - sind damit kaum befrie digende Werte der Tonruflautstärke zu erzielen.It is also known that the ring signal does not have a individually provided ringer, but at Telephones with so-called loudspeakers over the emit loudspeakers. Because this speaker is possible The language of the participant in the Ge is as true to the original as possible low-resonance Speakers used. With regard to regulations of Network operator regarding the nature of the ringing tone - at least two-tone, frequency interval for the basic frequencies zen z. B. between 800 and 1500 Hz - are hardly satisfied to achieve reasonable values of the ringer volume.

Aus der DE 42 11 819 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die die Nutzung eines dynamischen Lautsprechers sowohl für das Lauthören als auch für den Tonruf gestattet, in dem mit einer komplexen mikroprozessorgesteuerten Gatterschaltung die Tonruflautstärke angehoben wird. Der dazu erforderliche Schaltungsaufwand ist jedoch beträchtlich.A circuit arrangement is known from DE 42 11 819 A1, which the use of a dynamic speaker for both listening to the phone as well as for the ringing tone permitted in the a complex microprocessor-controlled gate circuit Ringer volume is raised. The necessary one However, circuitry is considerable.

Um eine für die Belange der Praxis ausreichende Tonruflaut stärke zu erzielen, ist aus der DE 44 09 394 C1 ein Verfahren bekannt, bei dem jedes Tonrufanregungssignal eine periodische Folge von abwechselnd positiven und negativen Impulsen dar stellt, deren Abstand voneinander im Sinne der Erhöhung der Amplitude, insbesondere der der Grundfrequenzen nächstgelege nen Oberwelle, im Vergleich mit den entsprechenden Oberwel lenamplituden bei einem Tonrufanregungssignal mit kontinuier licher Rechteckkurve gewählt ist.A ringing tone that is sufficient for practical needs To achieve strength is a method from DE 44 09 394 C1 known in which each ringing excitation signal is a periodic Sequence of alternating positive and negative impulses represents their distance from each other in the sense of increasing the Amplitude, in particular that closest to the fundamental frequencies a harmonic, in comparison with the corresponding harmonic lenamplituden with a ringing excitation signal with continuous rectangle curve is selected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Möglichkeit aufzuzeigen, durch geeignete Maßnahmen die abgestrahlte Tonruflautstärke zu erhöhen.The present invention has for its object a further possibility to show through suitable measures increase the radiated ringer volume.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Tonrufanregungssignal zumindest annähernd eine Folge von Einzelimpulsen darstellt, deren Form und Tastverhältnis zur Erhöhung der Amplitude der Tonruflautstärke sowohl auf die akustischen Resonatoren als auch auf den im Meßraum er mittelten Frequenzganz des Lauthörfernsprechers abgestimmt ist.According to the invention, this object is achieved in that each ringing excitation signal is at least approximately a sequence of single pulses, their shape and duty cycle to increase the amplitude of the ringer volume both on the acoustic resonators as well as in the measuring room average frequency whole of the loudspeaker tuned is.

Als Form des Tonrufanregungssignals kann z. B. eine Rechteck- Sägezahn- oder Dreiecksform zur Anwendung gelangen, wobei das Tonrufanregungssignal vorzugsweise als gepulstes Signal ge sendet wird. Impulsförmige Signale weisen eine Grundwelle und mehr oder weniger ausgeprägte Oberwellen auf. Durch die Ober wellen läßt sich der Klang verändern, so daß dieser als ange nehm empfunden wird. Die Oberwellen lassen sich jedoch auch zur Erhöhung der Lautstärke heranziehen.As a form of the ringing excitation signal z. B. a rectangular Sawtooth or triangular shape are used, the Ringing excitation signal preferably as a pulsed signal is sent. Pulse-shaped signals have a fundamental wave and more or less pronounced harmonics. Through the waiter waves, the sound can be changed, so that this is considered is felt. However, the harmonics can also be use to increase the volume.

So können z. B. die Oberwellen ein ungeradzahliges oder ge radzahliges Vielfaches der Grundwelle aufweisen. Dabei sollen eine oder mehrere Oberwellen in einem besonders lauten Über tragungsbereich des Lautsprechers fallen.So z. B. the harmonics an odd or ge have a multiple of the fundamental wave number. In doing so one or more harmonics in a particularly loud over range of the speaker.

Zur Erfassung der Tonruflautstärke sind prinzipiell zwei Meß methoden bekannt, nämlich die Messung im reflexionsarmen Raum und im Hallraum. Bei der Messung im reflexionsarmen Raum geht man von einer linearen Frequenzcharakteristik und einer nicht vorhandenen Richtungsbevorzugung des Meßraumes aus. Je nach Vorschrift der Netzbetreiber wird an einem oder mehreren Punkten des Raumes gemessen. Das Ergebnis dieser Meßmethode ist abhängig von der Anzahl und der Anordnung der Meßpunkte des zu messenden Objekts, in diesem Fall des Lauthörfern sprechers. Durch Anordnung vieler Abtastpunkte über dem Lauthörfernsprecher läßt sich somit die gesamte abgestrahlte Energie ermitteln.In principle, there are two measuring devices for recording the ring volume known methods, namely measurement in an anechoic chamber and in the reverberation room. When measuring in an anechoic room one of a linear frequency characteristic and one not existing directional preference of the measuring room. Depending on The network operator's regulation is applied to one or more Points of space measured. The result of this measurement method depends on the number and arrangement of the measuring points of the object to be measured, in this case the loudspeaker speaker. By placing many sample points above the Loudspeaker can thus be the entire radiated Determine energy.

Bei der Messung in einem Hallraum wird das Meßobjekt in einen stark reflektierenden Raum gestellt. Hierbei wird die Laut stärke an einer Stelle als Summe über die Zeit und die Raum richtungen gemessen. Durch zeitliche Mittelung werden einer seits alle Frequenzen, zum anderen durch die vielen Reflexio nen alle Abstrahlrichtungen des Meßobjektes erfaßt. Das Er gebnis dieser Meßmethode stellt eine Überlagerung der Raumübertragungsfunktion und der gesamten abgestrahlten Schallenergie des Meßobjektes dar.When measuring in a reverberation room, the test object is placed in a highly reflective space. Here the sound strength in one place as a sum over time and space directions measured. By time averaging one on the one hand all frequencies, on the other hand through the many reflexions NEN all radiation directions of the measurement object are detected. The he The result of this measurement method is a superimposition of the Space transfer function and the total radiated Sound energy of the test object.

Bei Kenntnis dieser Frequenzgänge kann eine Beeinflussung der Tonruflautstärke durch die Analyse der Feinstruktur des Fre quenzganges erfolgen. Hierbei ist der Frequenzgang das Ergeb nis der Überlagerung von der Frequenz- und Richtcharakteri stik des Raumes und der Frequenz- und Richtcharakteristik des Meßobjektes. Unter der Feinstruktur soll in diesem Fall die Auf- und Abbewegung des Schalldruckes als Funktion der Fre quenz verstanden werden. Bei entsprechender Meßauflösung kann sich der z. B. im Hallraum gemessene Schalldruck bis zu 40 dB innerhalb von 8 Hz ändern. Knowing these frequency responses can influence the Ringer volume by analyzing the fine structure of the Fre quenzganges take place. The frequency response is the result nis the superposition of the frequency and directional characteristics stics of the room and the frequency and directional characteristics of the Target. In this case, the Up and down movement of the sound pressure as a function of Fre quenz be understood. With appropriate measurement resolution can the z. B. sound pressure measured in the reverberation room up to 40 dB change within 8 Hz.

Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Tonruflaut stärke besteht in der räumlichen Gestaltung des vor und hin ter dem Lauthörlautsprecher befindlichen Volumens. Hierbei läßt-sich die Lautstärke dadurch erhöhen, daß hinter dem Lautsprecher ein relativ kleines Volumen vorgesehen wird, das wiederum über eine kleine Öffnung in Form eines Rohres, Schachtes oder Halses mit dem Innenvolumen des Fernsprechge rätes verbunden ist.Another way to influence the ringing tone strength lies in the spatial design of the back and forth volume of the loudspeaker. Here the volume can be increased by the fact that behind the Speaker a relatively small volume is provided that again through a small opening in the form of a tube, Shaft or neck with the internal volume of the telephone advice is connected.

Durch Nutzung und Abstimmung der aufgeführten Maßnahmen auf einander kann somit eine optimale Erhöhung der Tonruflaut stärke erreicht werden.By using and coordinating the listed measures each other can thus optimally increase the ringing tone strength can be achieved.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert werden.The invention is intended in the following with reference to exemplary embodiments play will be explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines akustischen Resonators, Fig. 1 shows an embodiment of an acoustic resonator,

Fig. 2 den in einem reflexionsarmen Raum gemessenen Emp fangsfrequenzgang, Fig. 2 fang frequency response measured in an anechoic chamber Emp,

Fig. 3 den in einem Hallraum gemessenen Frequenzgang. Fig. 3 shows the measured in a reverberation room response.

Bei Kommunikationsendgeräten werden aus Kostengründen einfa che Lautsprecher 1 verwendet, die innerhalb des Fernsprecher gehäuses eingebaut werden. Prinzipiell besitzt ein derart an geordneter Lautsprecher zwei in sich geschlossene Volumina, die sich vor und hinter dem Lautsprecher befinden. Zwischen der Membran des Lautsprechers 1 und einem Schalldurchlaßöff nungen 2 aufweisenden Gehäuseteil 3 des Kommunikationsendge rätes befindet sich der Vorraum 4, durch den das Volumen V1 gebildet wird. Das Volumen V1 bildet zusammen mit den Schall durchlaßöffnungen 2 des Gehäuseteils 3 einen Resonator. Die ser Resonator besitzt einen Tiefpaßcharakter mit veränderba rer Güte. Ist der Gütefaktor <1, so kommt es zu einer Schallverstärkung, so daß die Resonanzfrequenz des Resonators verstärkt abgestrahlt wird.In the case of communication terminals, simple loudspeakers 1 are used for cost reasons, which are installed inside the telephone housing. In principle, a loudspeaker arranged in this way has two closed volumes, which are located in front of and behind the loudspeaker. Between the membrane of the speaker 1 and a Schalldurchlaßöff openings 2 having housing part 3 of the Kommunikationendge device there is the vestibule 4 , through which the volume V1 is formed. The volume V1 forms, together with the sound passage openings 2 of the housing part 3, a resonator. This resonator has a low-pass character with changeable quality. If the quality factor is <1, sound amplification occurs, so that the resonance frequency of the resonator is radiated more intensely.

Das hinter dem Lautsprecher 1 befindliche Volumen V2 wird durch das Gehäuse 4 der Fernsprechstation gebildet und be grenzt den Rückraum 5. Durch konstruktive Maßnahmen innerhalb des Gerätes läßt sich dieses Volumen V2 extrem verkleinern. Das Volumen V2 beeinflußt die Grundresonanz des Lautsprechers 1.The volume V2 located behind the loudspeaker 1 is formed by the housing 4 of the telephone station and limits the rear space 5 . This volume V2 can be extremely reduced by constructive measures within the device. The volume V2 influences the basic resonance of the loudspeaker 1 .

Zur Erhöhung des Gesamtschalldruckes kann der Schall von der rückwärtigen Seite genutzt werden. Da es sich bei dem in der Fig. 1 dargestellten Volumen V2 um ein relativ kleines Volu men handelt, wird dieser Raum über eine kleine Öffnung 7, die als Rohr, Schacht oder Hals gestaltet werden kann, mit dem Innenraum des Fernsprechgerätes verbunden. Das Gehäuse des Fernsprechers besitzt wiederum mehrere Öffnungen, so daß eine Schallabstrahlung von innen nach außen erfolgen kann.The sound from the rear can be used to increase the overall sound pressure. Since the volume V2 shown in FIG. 1 is a relatively small volume, this space is connected to the interior of the telephone set via a small opening 7 , which can be designed as a tube, shaft or neck. The housing of the telephone in turn has several openings so that sound radiation can take place from the inside to the outside.

Das Tonrufanregungssignal hat einen impulsförmigen Span nungsverlauf. Dieses Signal ist durch eine Grundwelle und mehr oder weniger ausgeprägte Oberwellen gekennzeichnet. Durch Veränderung der Oberwellen läßt sich einmal der Klang zu einem angenehmen Empfinden hin beeinflussen und zum ande ren die Lautstärke erhöhen. Zu einer Erhöhung der Lautstärke muß also die elektrische Energie der ein angenehmes Klangemp finden vermittelnden Oberwellen genutzt werden.The ringing excitation signal has a pulse-shaped span history. This signal is through a fundamental wave and characterized more or less pronounced harmonics. The sound can be changed by changing the harmonics influence to a pleasant feeling and to the other increase the volume. To increase the volume So must the electrical energy of a pleasant sound temp mediating harmonics can be used.

In Fig. 2 ist die in einem reflexionsarmen Raum gemessene Empfangsfrequenz dargestellt. Die mit den Buchstaben A, B, C und D gekennzeichneten Bereiche des Frequenzverlaufs stellen markante Frequenzbereiche dar, die durch eine geeignete Di mensionierung des Lautsprechers sowie dessen Vor- und Rückvo lumen beeinflußbar sind.In Fig. 2 as measured in an anechoic chamber receiving frequency is shown. The areas of the frequency response marked with the letters A, B, C and D represent striking frequency ranges which can be influenced by a suitable dimensioning of the speaker and its forward and back volume.

Der Bereich A (ca. 0,5 kHz) gibt die untere Resonanzfrequenz des Lautsprechers wieder, während sich die obere Resonanzfre quenz (Bereich C) des Lautsprechers oberhalb von 1,5 kHz be findet und auf den mechanischen Aufbau zurückzuführen ist. Der Bereich B zeigt die Beeinflussung des Frequenzganges durch das Lautsprecherrückvolumen (V2, ca. 1 kHz), während die Beeinflussung des Frequenzganges durch das Lautsprecher vorvolumen (V1, ca. 5 kHz) durch den Bereich D gekennzeichnet ist.The area A (approx. 0.5 kHz) gives the lower resonance frequency of the speaker again, while the upper resonance fre frequency (range C) of the speaker above 1.5 kHz finds and is due to the mechanical structure. Area B shows the influence on the frequency response through the speaker back volume (V2, approx. 1 kHz) while the influence of the frequency response by the loudspeaker pre-volume (V1, approx. 5 kHz) characterized by area D. is.

Die optimal erzielbare Lautstärke kann nach der Analyse der Feinstruktur des Frequenzganges erfolgen. Hierbei wird unter der Feinstruktur die Auf- und Abbewegung des Schalldrucks in Abhängigkeit von der Frequenz verstanden. Wie die Fig. 3 zeigt, kann sich der in einem kleinen Hallraum im Bereich von 700 Hz bis 2000 Hz gemessene Schalldruck je nach Meßbereichs auflösung um bis zu 40 dB innerhalb von 8 Hz verändern.The optimum volume can be achieved after analyzing the fine structure of the frequency response. The fine structure is understood to mean the up and down movement of the sound pressure as a function of the frequency. As shown in FIG. 3, the sound pressure measured in a small reverberation room in the range from 700 Hz to 2000 Hz can change by up to 40 dB within 8 Hz depending on the measuring range.

Der Frequenzgang ist in diesem Fall das Ergebnis einer Über lagerung von der Frequenz- und Richtcharakteristik des Meß raumes sowie der Frequenz- und Richtcharakteristik des Meßob jektes.In this case, the frequency response is the result of an over storage of the frequency and directional characteristics of the measurement space as well as the frequency and directional characteristics of the measurement object jektes.

Claims

1. Radiation of an at least two-tone acoustic ringing tone gnals by means of a harmonic and one of the dead number corresponding to the number of fundamental frequencies electric ringing excitation signals fed loudspeaker sound speaker of a loudspeaker, characterized thereby records that each ringing excitation signal is at least approx represents a sequence of individual pulses, their shape and Duty cycle to increase the amplitude of the ringer volume ke both on the acoustic resonators and on the im Measurement room determined frequency response of the loudspeaker is coordinated.

2. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized in that the ringing excitation signal is pulsed is, the fundamental frequency being the highest amplitude and the Harmonics have the lowest amplitudes.

3. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized in that the ringing excitation signal is pulsed is whose harmonics are even multiples of the fundamental fre represent quenz.

4. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized in that the ringing excitation signal is pulsed is whose harmonics are odd multiples of the fundamental fre represent quenz.

5. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized in that the ringing excitation signal is pulsed is, the amplitude of which is closest to the fundamental frequency NEN harmonic to increase the amplitude compared to the corresponding harmonic amplitude with a pulse width mod gated square wave signal is larger.

6. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized in that the ringing excitation signal is repeated nig and consists of several uniformly pulsed signals stands.

7. radiation of a call signal according to claim 1, characterized characterized that increasing the ringer volume is caused by constructive measures, the loudspeaker speaker arranged in the manner in the speakerphone net is that it to form a on the fundamental frequencies of the Tone excitation signals matched acoustic resonator with a suitably designed front and back room works.