DE19921447A1 - Netzunabhängiges Gerät zur Sprachkommunikation oder -aufzeichnung - Google Patents

Abstract

Netzunabhängiges Gerät zur Sprachkommunikation oder -aufzeichnung, insbesondere Mobiltelefon, mit einer Sprachsignal-Eingangsstufe (26), einer Sprachsignal-Ausgangsstufe (27) und einer mit einer in das Gerät einsetzbaren Batterie (13) verbindbaren Ladebuchse (9), welche mindestens einen Sprachsignal-Kontakt (9b, 9c) zur Verbindung mit einem Eingang der Sprachsignal-Eingangsstufe (26) und/oder einem Ausgang der Sprachsignal-Ausgangsstufe (27) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein netzunabhängiges Gerät zur Sprach­ kommunikation oder -aufzeichnung, insbesondere ein Mobiltele­ fon, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Geräte, zu denen neben den genannten Mobiltelefonen insbesondere auch batterie- bzw. akkubetriebene Audiogeräte sowie Diktiergeräte und grundsätzlich auch Schnurlostelefone zu zählen sind, sind längst zum Gegenstand der Massenproduk­ tion geworden und unterliegen als solche einem hohen Kosten­ druck bei der Herstellung. Speziell bei komplexen, prozessor­ gesteuerten und mit aufwendigen Signalverarbeitungsmitteln ausgerüsteten Geräten dieser Art - etwa bei Mobiltelefonen - sind Kosteneinsparungen bei den wesentlichen elektronischen Komponenten aufgrund der hohen, durch anspruchsvolle Stan­ dards festgeschriebenen Anforderungen nur bis zu gewissen Grenzen und in Abhängigkeit von weiteren Fortschritten bei den Herstellungstechnologien für integrierte Schaltkreise er­ reichbar. Speziell bei solchen Geräten wird daher in den letzten Jahren verstärkt nach Einsparungsmöglichkeiten beim Gehäuse sowie bei den Ein- und Ausgabeeinrichtungen (Tasta­ tur, Display und externe Anschlüsse) gesucht.

In diesem Zusammenhang sind sogenannte "Low-Budget-Produkte" als eine eigene Produktklasse entstanden, die sich durch eine sparsame Ausstattung in diesen Punkten von höherwertigen - und entsprechend teureren - Geräten abheben. So weisen Mobil­ telefone dieser Produktklasse vielfach nur einen Ladean­ schluß, nicht aber einen Anschluß für eine externe Mikrofon- Kopfhörer-Kombination ("Headset") auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, dessen Anschlußkonfigu­ ration kostensparend zu realisieren ist und dennoch wichtige Anschlußmöglichkeiten bietet.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, das be­ sagte Gerät, dessen Grundfunktion unlösbar mit dem Hören und Sprechen verbunden ist, mit einer einfachen, standardisierten Anschlußmöglichkeit für Zusatzkomponenten zum Hören und Sprechen zu versehen. Erfindungsgemäß wird diese Anschluß­ möglichkeit mit dem - für die Stromversorgung unabdingbaren - Norm- Ladeanschluß verbunden, so daß das Gerät mit einer einzigen Standard-Anschlußbuchse auskommt.

Zweckmäßigerweise wird der vorgeschlagene Kombinations- Anschluß für ein Ladegerät und ein Mikrofon und/oder einen Lautsprecher (bzw. ein Headset) so ausgeführt, daß das Head­ set mittels eines dreipoligen Normsteckers (z. B. Klinke) oder aber eines modifizierten vierpoligen Normsteckers angeschlos­ sen werden kann. Die genannten Normstecker sind als Massen­ artikel kostengünstig verfügbar, und die erwähnte Modifika­ tion der vierpoligen Ausführung, die im Setzen einer Brücke bzw. der Verbindung zweier Anschlußdrähte besteht, stellt einen hinnehmbaren Zusatzaufwand dar.

Für Geräte mit komplexerer Funktionalität, wie etwa ein Mo­ biltelefon, ist in einer bevorzugten Ausführung über eine entsprechend ausgebildete Ladebuchse auch der Empfang exter­ ner Programmiersignale und damit das sogenannte "Booten" des Gerätes realisierbar. Hierzu weist die Ladebuchse einen mit einem Programmiersignaleingang des Gerätes verbundenen Pro­ grammiersignal-Kontakt auf. Beispielsweise wird als solcher Kontakt einer der Sprachsignal-Kontakte zusätzlich genutzt.

Eine weitere zusätzliche Funktionalität, nämlich die Möglich­ keit des Anschlusses eines einfachen Kfz-Einbausatzes ("Carkit"), ist durch Vorsehen eines zusätzlichen Steuersig­ nal-Kontakts in der Ladebuchse erreichbar.

Die interne Verschaltung des Kombinations-Anschlusses umfaßt ein Kopplungselement, z. B. einen Kondensator relativ großer Kapazität (bevorzugt von mehr als 1 µF, speziell von etwa 10 µF), der zwischen den Spitzenkontakt der Ladebuchse und den Ausgang der Kopfhörer-Treiberstufe (als Spezialfall einer Sprachsignal-Ausgangsstufe) geschaltet ist. Hierbei ist dem für den Anschluß des Mikrofons vorgesehenen Ringkontakt insbesondere ein Detektor (ein "High"/"Low"-Pegeldiskrimina­ tor) zur Feststellung dessen zugeordnet, ob ein Lader oder das Headset angeschlossen ist. Die eingangsseitige Ankopplung wird über ein einfaches, mittelohmiges Widerstandsnetzwerk realisiert, das zwischen den Spitzenkontakt und den Eingang der Sprachsignal-Eingangsstufe (Mikrofonverstärkerstufe) geschaltet ist.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren deutlich. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsskizze der Anschlußkonfiguration mit einem vierpoligen Normstecker zum Anschluß eines Head­ set in einer Ausführungsform und

Fig. 2 eine Schaltungsskizze einer modifizierten Anschlußkon­ figuration mittels eines dreipoligen Inline-Normsteckers.

Fig. 1 zeigt die Anschaltung eines sogenannten Headset 1, d. h. einer mechanisch geeignet verbundenen Kombination aus einem Kopfhörer 3 und einem Mikrofon 5, der über einen vier­ poligen Normstecker 7 mit einer Kombinierten Lade-/Audio- Buchse 9 eines Mobiltelefons 11 verbunden ist.

Die Ladebuchse 9 dient einerseits zum Laden einer Batterie bzw. eines Akkus 13 mittels eines externen (nicht dargestell­ ten) Ladegerätes mit einem (ebenfalls nicht dargestellten) Norm-Ladestecker, dessen Spitze die Ladespannung führt und dessen Ringkontakt auf Masse liegt.

Weiterhin dient die Ladebuchse 9 im hier dargestellten Aus­ führungsbeispiel zur Verbindung mit dem Headset 1 über den Stecker 7, wozu ein mit der Stecker-Spitzenkontakt 7a verbun­ dener Buchsen-Spitzenkontakt 9a über einen 100 kΩ-Widerstand 15 mit einem Mikrocontroller 17 verbunden ist. Der Buchsen- Spitzenkontakt 9a ist über einen dem Widerstand 15 vorgela­ gerten Knoten 19 weiterhin über einen zusätzlichen 100 kΩ-Widerstand 21 mit 3 V sowie über den Knoten 19, eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 23 sowie einen zusätzli­ chen Widerstand 25 mit dem Pluspol des Akkus 13 verbunden.

Ein erster Buchsen-Ringkontakt 9b, der einen ersten Stecker- Ringkontakt 7b kontaktiert, ist mit einem Eingang einer Sprachsignal-Eingangsstufe (eines Mikrofonverstärkers) 26 verbunden, und ein zweiter Buchsen-Ringkontakt 9c ist mit dem Ausgang einer Sprachsignal-Ausgangsstufe 27 (eines Kopfhörer- Treibers) verbunden. Die Steckerkontakte 7a, 7b sind mit dem Mikrofon 5 des Headset 1 verbunden. Ein weiterer Stecker- Ringkontakt 7c sowie der Spitzenkontakt 7a stellen die Ver­ bindung zum Kopfhörer 3 her. Der Stecker 7 ist insofern ge­ genüber einem Normstecker modifiziert, als der Spitzenkontakt 7a und ein dritter Ringkontakt 7d - dem ein mit Masse verbundener dritter Buchsen-Ringkontakt 9b entspricht - über eine Brücke miteinander verbunden sind.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ermöglicht eine Erkennung des an die Buchse 9 angeschlossenen Gerätes - Ladegerät oder Headset - aufgrund des am Eingang des Mikrocontrollers 17 anliegenden Pegels. Besteht zwischen den Buchsenkontakten 9a, 9d keine direkte Verbindung, was bei Anschluß eines Ladegerä­ tes mittels eines Norm-Ladesteckers der Fall ist, so hat der Buchsenkontakt 9a und damit auch der Eingang des Mikrocon­ trollers den über den Widerstand 21 anliegenden Pegel von 3 V ("High") während in dem in Fig. 1 dargestellten Fall des Anschlusses des Headset 1 über die steckerinterne Brücke zwi­ schen den Steckerkontakten 7a und 7d auch eine Verbindung der Buchsenkontakte 9a und 9d hergestellt ist und am Eingang des Mikrocontrollers 17 ein "Low"-Pegel anliegt. In Abhängigkeit von seinem Eingangssignal steuert der Mikrocontroller 17 dann intern die Funktionen Sprechen/Hören einerseits bzw. Laden andererseits, wobei im letzteren Falle die Audio-Stufen abge­ schaltet werden.

Mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltungskonfiguration und dem gleichen Stecker wird auch die zusätzliche Funktion "Booten" (Extern-Programmierung) des Gerätes durchgeführt. Die Steckerkontaktbelegung beim Boot-Stecker ist derart, daß einer der Ringkontakte 7b, 7c (für die in Fig. 1 gezeigte interne Schaltung wäre dies der Kontakt 7b) die Funktion "Daten Ein"/R_X und der andere (für die in Fig. 1 gezeigte interne Schaltung wäre dies der Kontakt 7c) die Funktion "Daten Aus"/T_X hat.

Beim Anschluß dieses Boot-Steckers werden die in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Signalverbindungen vom ersten Buchsen-Ringkontakt 9b zum Mikrocontroller 17 und von diesem zum zweiten Buchsen-Ringkontakt 9c wirksam, die natürlich bei dem in Fig. 1 dargestellten Anschluß eines Headset, das Audio-Signale liefert bzw. mit solchen versorgt wird, keine Bedeutung haben. Daß über den Boot-Stecker ein Programmier­ gerät und kein Headset angeschlossen ist, erkennt der Mikro­ controller an einer ankommenden Datenbitfolge, und er akti­ viert daraufhin die im Gerät vorgesehenen (in Fig. 1 nicht dargestellten) Mittel zur Datenkommunikation mit dem externen Programmiergerät und kann optional die Audiostufen abschalten (was aber nicht unbedingt erforderlich ist). Die oben erwähn­ te Erkennungsfunktion des Controllers 17 wirkt ebenso wie beim Anschluß eines Headset im Unterschied zum Anschluß eines Ladegerätes.

In Fig. 2 ist die Beschaltung einer Ladebuchse 9' eines Mo­ biltelefons 11' zur Verbindung mit dem bereits oben erwähnten Headset 1 mit dem Mikrofon 5 und dem Kopfhörerteil 3 mittels eines anderen Standard-Steckers skizziert. Die innere Schal­ tung des Mobiltelefons entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführung, so daß einander entsprechende Komponenten auch mit korrespondierenden Bezugsziffern be­ zeichnet wurden und nachfolgend nicht nochmals näher erläu­ tert werden.

Hier dient jedoch als Verbindungsstecker ein dreipoliger Normstecker 7' mit einem Spitzenkontakt 7a', einem ersten Ringkontakt 7b' und einem zweiten Ringkontakt 7c'. Zu diesen Steckerkontakten korrespondieren ein Buchsen-Spitzenkontakt 9a', ein erster Buchsen-Ringkontakt 9b' und ein zweiter Buchsen-Ringkontakt 9c'. Die letzterwähnten Kontakte des Steckers und der Buchse sind in üblicher Weise Massekontakte, während die Spitzen-Kontakte 7a', 9a' die Verbindung zwischen einer Sprachsignal-Ausgangsstufe (Kopfhörer-Treiber) 27' des Mobiltelefons 11' und der Kopfhörer 3 des Handset 1 und die ersten Ringkontakte 7b', 9b' die Verbindung zwischen einer Sprachsignal-Eingangsstufe 26' und dem Mikrofon 5 des Headset herstellen.

Die Auskopplung des Sprachsignals erfolgt hier über einen 10 µF-Kondensator 29'. Über einen Schalter 31' ist auch die Batterie 13 mit einem Knoten 33' zwischen dem Kondensator 29' und dem Buchsen-Spitzenkontakt 9a' verbunden.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist die Verbindung zwischen dem ersten Buchsen-Ringkontakt dem Mikrocontroller 17' nicht ge­ strichelt gezeichnet, weil sie auch im Falle des Anschlusses eins Headset 1 wirksam ist. Bei dieser Konfiguration erkennt der Mikrocontroller 17' nämlich über die Stecker-/Buchsen- Kontaktpaarung 7b'/9b', ob ein Ladegerät oder ein Headset angeschlossen ist. Beim Ladestecker ist der dem Ringkontakt 7b' entsprechende Steckerbereich nämlich über den zweiten Buchsen-Ringkontakt 9c' mit Masse verbunden, während im Head­ set-Betrieb hier ein Signalpegel anliegt. In analoger Weise wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführung schaltet der Mikrocontroller im Ergebnis der Erkennung eines Headset die Audio-Stufen 26', 27' ein bzw. bei Erkennung eines Ladegerä­ tes aus. Ist ein Ladegerät angeschlossen, wird zudem der Schalter 31' und somit der Batteriestromkreis mit dem Ladege­ rät geschlossen.

Die Mehrfachnutzung der Ladebuchse auch zur Übertragung der Audiosignale stellt bestimmte Anforderungen an die Sprachsig­ nal-Verarbeitungsstufen 17 bzw. 27', die aber mit bekannten Schaltungen ohne weiteres zu erfüllen sind. So muß die Sprachsignal-Ausgangsstufe (NF-Stufe bzw. Kopfhörer-Treiber­ stufe) 27' kurzschlußfest sein und eine gewisse Rückladung aushalten, die durch die "Phantom-Speisung" bei der vorge­ schlagenen Schaltung bedingt ist.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern auch in einer Vielzahl von Abwandlungen für andere Geräte und Anwendungen möglich.

Claims (9)

1. Netzunabhängiges Gerät (11; 11') zur Sprachkommunikation oder -aufzeichnung, insbesondere Mobiltelefon, mit einer Sprachsignal-Eingangsstufe (26; 26'), einer Sprachsignal- Ausgangsstufe (27; 27') und einer mit einer in das Gerät einsetzbaren Batterie (13; 13') verbindbaren Ladebuchse (9; 9'), dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebuchse mindestens einen Sprachsignal-Kontakt (9b, 9c; 9a'; 9b') zur Verbindung mit einem Eingang der Sprachsignal- Eingangsstufe (26; 26') und/oder einem Ausgang der Sprachsig­ nal-Ausgangsstufe (27; 27') aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebuchse (9; 9') zum Anschluß einer Mikrofon-Kopfhörer- Kombination (1) mittels eines dreipoligen Normsteckers (7') oder modifizierten vierpoligen Normsteckers (7) ausgebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Kontakt der Ladebuchse (9; 9') eine Betriebsart- Steuereinrichtung (17; 17') zur internen Steuerung eines Audio- oder Ladebetriebes verbunden ist.

4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmiersignaleingang zum Empfang externer Program­ miersignale vorgesehen ist und die Ladebuchse einen mit dem Programmiersignaleingang verbundenen Programmiersignal-Kon­ takt aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Programmiersignal-Kontakt (9b) ein Sprachsignal-Kontakt genutzt ist.

6. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebuchse einen zusätzlichen Steuersignal-Kontakt zur Verbindung des Gerätes mit einem Kfz-Einbausatz aufweist.

7. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenkontakt (9a') der Ladebuchse (9') über ein Kopp­ lungselement, insbesondere einen Kondensator (29') großer Ka­ pazität, zur Ausgabe eines Sprachsignals an einen Kopfhörer (3) mit dem Ausgang der Sprachsignal-Ausgangsstufe (27') ver­ bunden ist.

8. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenkontakt (9a) der Ladebuchse (9) zur Aufnahme eines Sprachsignals von einem Mikrofon (5) über ein mittelohmiges Widerstandsnetzwerk (15, 21) mit dem Eingang der Sprachsig­ nal-Eingangsstufe (26) verbunden ist.

9. Anordnung mit einem Gerät (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 8 und einer Mikrofon-Kopfhörer-Kombination (1) mit vier­ poligem Inline-Normstecker (7), dadurch gekennzeichnet, daß der hinterste Massekontakt (7d) mit dem Spitzenkontakt (7a) des Normsteckers intern verbunden ist.