DE2063624B2 - Elektronischer wecker fuer fernsprechapparate - Google Patents

Description

speist wird. Dieser Phasenschiebergenerator hat einen einstufigen Transistorverstärker, der über ein dreigliedriges, aus Widerständen und Kondensatoren gebildetes Phasenschieberglied¹ derart rückgekoppelt ist, daß bei einer Frequenz von z. B. 1400 Hz Selbsterregung eintritt. In dieser Literaturstelle wird im übrigen durch fertigungstechnisch aufwendige mechanische Maßnahmen eine Verbesserung angestrebt.

Dieser bekannte elektronische Wecker kommt zwar auch ohne einen gesonderten rückkoppelnden Übertrager aus, doch benötigt er mehr Kondensatoren und Widerstände als der rückgekoppelte Oszillator des erfindungsgemäßen elektronischen Weckers, ferner hat er im Vergleich zu letzterem einen geringeren Klirrfaktor, d. h. weniger Oberwellen, was ebenfalls nachteilig ist, da durch einen hohen Anteil von Oberwellen, insbesondere der ersten Oberwelle (von z. B. 60 %), die Hörbarkeit des Rufs gegenüber reinen Sinustönen der Grundruffrequenz bedeutend erhöht ist. Beispielsweise bei einer oberen Frequenzgrenze von etwa 4000 Hz wird praktisch nur noch die erste Oberwelle akustisch übertragen.

Vorzugsweise hat der elektroakustische Wandler einen elektromagnetischen Aufbau, d. h. eine möglichst hohe Induktivität, um den Betrieb des Oszillators optimal zu gestalten.

Wenn der Oszillator ein Transistoroszillator ist, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, daß die eine Teilwicklung über einen ihr nachgeschalteten Widerstand den Kollektor des Transistors des Transistoroszillators mit dessen Basis verbindet, und daß die Reihenschaltung der beiden Teilwicklungen über einen Kondensator mit der Basis des Transistors des Transistoroszillators verbunden ist.

Dadurch kommt man mit nur drei vom elektroakustischen Wandler zum Transistoroszillator wegführenden Leitungen aus.

Um durch Abstimmung des Oszillators auf unterschiedliche Frequenzen die Hörbarkeit des Ruftons weiter zu verbessern, ist es günstig, daß parallel zu der anderen Teilwicklung eine veränderbare Zusatzkapazität der anderen Teilwicklung liegt oder daß durch einen Stufenschalter Zusatzkondensatoren parallel zur anderen Teilwicklung schaltbar sind.

Wollte man den aus der deutschen Auslegeschrift 1 247 413 für einen elektronischen Wecker bekannten Oszillator auf verschiedenen Frequenzen schwingen lassen, dann müßte entweder ein Dredfach-Drehkondensator mit sehr großen Kapazitätswerten und damit entsprechend hohen Abmessungen oder für jede Frequenz eine Einheit von drei Zusatzkondensatoren vorgesehen werden, was den Aufwand an Schaltmitteln und demnach den Raumbedarf des ganzen Weckers beträchtlich vergrößern würde.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Weckers, und

Fig. 2 die räumliche Anordnung der erfindungsgemäß vorgesehenen Teilwicklungen der Wicklung des elektroakustischen Wandlers, im Zusammenhang mit dessen übrigen Bauteilen.

An die α-Ader und die 6-Ader der zur Vermittlungssteile führenden Leitung (kurz Amtsleitung genannt) ist eine Vollweg-Gleichrichterbrücke Gr angeschlossen, wobei sich zwischen dem oberen Brückenpunkt 1 und der α-Ader ein Kondensator C₁ befindet, um keine Gleichspannungen durchzulassen. Die Gleichrichterbrücke Gr, die eine an sich bekannte Graetz-Schaltung ist, gewinnt aus der an der a- und ö-Ader anliegenden niederfrequenten Rufspannung, die in der Vermittlungsstelle von der Rufsignalist zwischen den beiden Brückenpunkten 3 und 4 in eine Gleichspannung, die durch die ₂Symbole »—« und » + « angedeutet ist.

Um die Gleichspannung zu begrenzen, was bei zu

ίο großem Gleichspannungspegel in Nähe der Vermittlungsstelle oder bei auf die ω- oder i>-Ader (kurzfristig) einwirkenden Störspannungen notwendig ist, ist zwischen den beiden Brückenpunkten 3 und 4 in an sich bekannter Weise eine Zener-Diode Z geschaltet.

An die Anschlüsse der Zener-Diode Z ist eine als Spannungsteiler dienende Reihenschaltung von Widerständen R 3, R 4 und R 5 angeschlossen, deren Verbindungspunkte 5, 6 und 7 mit je einem von drei Kontakten eines Drehschalters S1 verbunden sind. In der gezeigten Stellung des ersten Drehschalters S1 gibt dieser die gesamte an der Reihenschaltung der Widerstände R 3, R 4 und R 5 anliegende Spannung weiter. Durch den ersten Drehschalter S1 in Veras bindung mit der Reihenschaltung der Widerstände R 3, R 4 und R 5 kann die Lautstärke des Ruftons auf drei verschiedene Stufen eingestellt werden.

Die über den ersten Drehschalter Sl abgegriffene Spannung gelangt zu einem für sich bekannten Siebglied, das aus einem Siebkondensator C 2 und einem Siebwiderstand R 6 besteht. Das Siebglied dient zur Glättung der von der Gleichrichterbrücke Gr erzeugten Gleichspannung bzw. eines weitergeleiteten Teils davon.

An das Siebglied schließt sich der Transistoroszillator an, der erfindungsgemäß ohne einen gesonderten Übertrager auskommt, wie im folgenden ersichtlich werden wird.

Zum Transistoroszillator gehört ein an den Siebwiderstand R 6 an einem Schaltungspunkt 8 angeschlossener Koppelwiderstand R 7, der zur Basis eines Transistors T führt, in dessen Kollektorkreis die erfindungsgemäß in zwei Teilwicklungen W1 und Wl unterteilte Erregerwicklung eines elektroakustisehen Wandlers liegt (vgl. auch Fig. 2).

Die Teilwicklungen W1 und W 2 sind über einen Rückkopplungskondensator C 5 mit der Basis des Transistors T verbunden. Der Verbindungspunkt 9 der beiden Teilwicklungen Wl und Wl ist über den Koppelwiderstand R 7 mit der Basis des Transistors T verbunden.

Zusatzkondensatoren C 3 und C 4 können durch einen zweiten Drehschalter S 2 parallel zur Teilwicklung W1 geschaltet werden, um die Frequenz des vom Transistoroszillator erzeugten elektrischen Ruftonsignals zu senken.

Den beiden Teilwicklungen W1 und W 2, die auf einem Weicheisenjoch WJ (vgl. Fig. 2) sitzen, ist ein Schwinganker A zugeordnet, der seinerseits mit einer schwingfähigen Membran M gekoppelt ist. Die Teilwicklungen einschließlich dem Weicheisenjoch WJ und einem Permanentmagnet PM sowie einem (nur angedeuteten) Halter H1 bilden mit dem Schwinganker^ und der MembranM sowie dessen (angedeuteten) Halter Hl den elektroakustischen Wandler S, der auch eine Fertigungs- und Montage-Einheit darstellt.

Diese Einheit ist über Steckanschlüsse α, β, γ an

den eigentlichen Transistoroszillator TO (d. h. ohne die Teilwicklungen W1 und W 2; vgl. F i g. 2) anschließbar, wie F i g. 2 deutlich zu erkennen gibt.

Erfindungsgemäß wird also an Stelle des gesonderten Übertragers wie bei dem oben beschriebenen bekannten elektronischen Wecker die ohnehin vorhandene Wicklung des elektroakustischen Wandlers S unterteilt und davon die eine Teilwicklung, nämlich die Teilwicklung W 2, zur regenerativen Rückkopplung zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors verwendet. Voraussetzung ist allerdings, daß der elektroakustische Wandler S nach Aufteilung seiner Wicklung zwischen den beiden Teilwicklungen Wl und W 2 eine ausreichende induktive Kopplung hat, wie noch erläutert werden wird. Es empfiehlt sich daher ein elektromagnetischer Aufbau des Wandlers S.

(Da F i g. 2 alle Einzelheiten des Wandlers S zu erkennen gibt, erübrigt sich eine weitere Erläuterung.)

Der eben beschriebene Transistoroszillator arbeitet wie folgt:

Bei Auftreten einer Spannung am Siebkondensator C 2 wird über den Siebwiderstand R 6 und den entsprechend dimensionierten Koppelwiderstand R 7 des Transistoroszillators der Transistors T leitend gemacht, so daß der durch ihn fließende Strom an der Teilwicklung W 2 einen Spannungsimpuls induziert, der durch die Teilwicklung W1 hochtransformiert wird. Die Teilwickkmgen W1 und W 2 bilden zusammen mit dem Rückkopplungskondensator C 5 einen Reihenschwingkreis, durch den der der Ruftonsignalfrequenz entsprechende Frequenzanteil dieses Impulses auf die Basis des Transistors T zurückgekoppelt wird, so daß der Transistor T gesperrt wird. Am Ende des in den Teilwicklungen W1 und W 2 induzierten Impulses wird wegen der fehlenden Impulsbeaufschlagung der Basis des Transistors T dieser erneut leitend gemacht, so daß ein weiterer Impuls in den Teilwicklungen W1 und W 2 induziert wird, der seinerseits über den Rückkopplungskondensator C 5 den Transistor T erneut sperrt. Der Vorgang wiederholt sich mit derRuftonfrequenz so lange, bis die Speisespannung des Oszillators abgeschaltet wird. Daraus ist ersichtlich, daß die induktive Kopplung von der Teilwicklung W 2 zur Teilwicklung W1 möglichst hoch sein sollte, um jeweils einen möglichst hohen Sperrimpuls an der Basis des Transistors T anzulegen, so daß dieser den Strom für die Teilwicklung W1 einwandfrei abschaltet.

Infolge des Ubersteuerns des Transistors T hat die durch den Reihenschwingkreis, bestehend aus den Teilwicklungen W1 und W 2 und dem Rückkopplungskondensator C 5, bestimmte Ruftonsignalfrequenz einen hohen Anteil (z. B. 60 °/o) der ersten Oberwelle, die die Hörbarkeit des Rufes gegenüber reinen Sinustönen der Grundruffrequenz erhöht.

Bisher ist bei der Erklärung der Arbeitsweise des Transistoroszillators davon ausgegangen worden, daß der zweite Drehschalter S 2 die abgebildete Stellung einnimmt, also die Zusatzkondensatoren C 3 und C 4 nicht zur Wirkung bringt. Wenn jedoch der Arm des zweiten Drehschalters S 2 im Gegenuhrzeigersinn (von Fig. 1) gedreht wird, so daß nacheinander die Zusatzkondensatoren C 3 und C 4 parallel zur ersten Teilwicklung W1 geschaltet werden, wird die Oszillatorfrequenz erniedrigt, da der in den Teilwicklungen Wl und W 2 bei Leiten des Transistors T induzierte Spannungsimpuls jetzt nicht nur den Rückkopplungskondensator C 5, sondern auch den Zusatzkondensator C 3 bzw. C 4 aufladen muß. In den Stellungen I, II bzw. III des zweiten Drehschalters S 2 beträgt die Ruftonfrequenz z. B. 1800, 1600 bzw. 1400 Hz.

Der über den beiden Teilwicklungen W1 und W 2 angebrachte Schwinganker A wird mit der wechselnden Amplitude des ruftonfrequenten Magnetfelds im Luftspalt zwischen dem Schwinganker^ und dem die Teilwicklungen W1 und W 2 tragenden Magnetjoch ZiU mechanischen Schwingungen angeregt, die von der Membran M als akustischer Rufton lautstark übertragen werden.

Die Einstellung von drei verschiedenen Ruftonfrequenzen mittels des zweiten Drehschalters S 2 hat den Vorteil, daß bei mehreren in einem Raum aufgestellten Fernsprechapparaten leichter der jeweils einen Rufton abgebende Apparat ermittelt werden kann. An Stelle des Drehschalters S 2 und der beiden Kondensatoren C 3 und C 4 könnte man auch einen einzigen Drehkondensator vorsehen, doch hat die stufenweise Einstellung den Vorzug einer größeren Robustheit und besseren Unterscheidbarkeit des Ruftons der verschiedenen Fernsprechapparate.

Der elektronische Wecker gemäß der Erfindung ist auch weitgehend mikrophoniefrei, d. h. elektrische Spannungen, die bei unbenutztem Fernsprechapparat durch von außen insbesondere auf die Membran M des elektroakustischen Wandlers S auftreffende Schallwellen von z. B. Gesprächen in den Teilwicklungen W1 und W 2 erzeugt werden und so bei Weiterleitung zu der a- und fc-Ader eine gewisse Abhörmöglichkeit durch Dritte bieten würden, werden durch den im gesperrten Zustand hochohmigen Transistor T stark gedämpft bzw. vom Siebkondensator C 2 kurzgeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 frequenten Rufströme, die als vorgegebene Folge von Patentansprüche: Speisestromimpulsen auftreten, in einen Schwing kreisoszillator eingespeist werden, der ein ton-

1. Elektrischer Wecker für Fernsprechappa- frequentes elektrisches Signal erzeugt, das seinerseits rate, mit einem durch niederfrequente Rufsignal- 5 in die Hör- oder Sprechkapsel des Handapparats ströme erregbaren rückgekoppelten Oszillator, des Fernsprechapparats eingespeist und von dieser der einen den Ruf ton abstrahlenden elektro- akustisch abgestrahlt wird. Da jedoch die Hör- und akustischen Wandler speist, dadurch ge- Sprechkapsel nicht auf die Rufsignalfrequenz abgekennzeichnet, daß die Wicklung des elektro- stimmt werden können, urn eine einigermaßen gleichakustischen Wandlers (S) in zwei zur Erzeugung io mäßige Übertragung der Sprachsignale im Sprachvon Oberwellen ausreichend induktiv gekoppelte band von 200 bis 4000 Hz nicht zu gefährden, sind Teilwicklungen (Wl, W 2) unterteilt ist, über die von der Sprech- und Hörkapsel abgegebenen deren eine (W 2) die Rückkopplung des Oszilla- Ruf töne verhältnismäßig leise bzw. kann die zum tors erfolgt. Abstrahlen lauter Ruftöne benötigte elektrische Ruf-

2. Wecker nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 tonenergie ebenfalls nicht erreicht werden, zeichnet, daß der Wandler (S) einen elektro- Außerdem werden durch die Verwendung der magnetischen Aufbau hat (Fig. 2). Hör- und Sprechkapsel als Ruftongeber wesentliche

3. Wecker nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umschaltungen im Fernsprechapparat bei Umschal-Oszillator ein Transistoroszillator ist, dadurch ge- tung vom Gesprächs- in den Rufzustand bei Aufkennzeichnet, daß die eine ' Teilwicklung (W 2) 20 legen des Handapparats notwendig, was insbesondere über einen ihr nachgeschalteten Widerstand (R 7) einen komplizierten Aufbau des Gabelumschalters den Kollektor des Transistors (T) des Transistor- zur Folge hat.

Oszillators mit dessen Basis verbindet, und daß Schließlich ist ©in elektronischer Wecker der ein-

die Reihenschaltung der beiden Teilwicklungen gangs genannten Art bekannt (vgl. deutsche Auslege-

(W 1, W 2) über einen Eondensator (C 5) mit der 25 schrift 1 207 973), der aus einem elektroakustischen

Basis des Transistors (T) des Transistoroszillators Wandler vom Schwinganker-Typ besteht, der von

verbunden ist. einem Transistor-Schwingkreis versorgt wird. Der

4. Wecker nach Anspruch 3, dadurch gekenn- elektroakustische Wandler hat eine kleine akustische zeichnet, daß der Arbeitspunkt des Transistors (T) Dämpfung sowie eine Resonanzfrequenz, die bei der so eingestellt ist, daß der Rufton einen hohen 3° Frequenz oder in der Nähe der Frequenz des vom Anteil der ersten Oberwelle hat. Transistor-Schwingkreis erzeugten Ruftonsignals

5. Wecker nach einem der vorhergehenden liegt. Die Tonfrequenz beträgt vorzugsweise 1700 Hz. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel Der Transistoroszillator besitzt einen gesonderten zu der anderen Teilwioklung (W 1) eine veränder- Übertrager zur regenerativen Kopplung zwischen der bare Zusatzkapazität liegt. 35 Basis und dem Kollektor des Transistors, wobei die

6. Wecker nach einem der vorhergehenden Primärwicklung des Übertragers in Reihe mit der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erregerwicklung des elektroakustischen Wandlers einen Stufenschalter (5 2) Zusatzkondensatoren · liegt. Während der eigentliche Transistoroszillator (C 3, C 4) parallel zur anderen Teilwicklung mit einem Transistor und sonstigen Bauelementen (W 1) schaltbar sind. 4° wie Halbleiterdioden, Festwiderständen und Kondensatoren auf sehr gedrängtem Raum angeordnet werden und relativ billig ist, werden der Platzbedarf und

____ die Kosten des gesamten !elektronischen Weckers

durch einerseits den rückkoppelnden Übertrager und ⁴5 andererseits den elektroakustischen Wandler beträchtlich erhöht, so daß sioh dieser bekannte elek-

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Wecker ironische Wecker in der Praxis nicht durchgesetzt für Fernsprechapparate, mit einem durch niederfre- hat.

quente Rufsignalströme erregbaren, rückgekoppelten Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den durch die

Oszillator, der einen den Rufton abstrahlenden 50 induktiven Bauelemente des elektronischen Weckers elektroakustischen Wandler speist. der eingangs genannten Art bedingten Aufwand zu

Bei den bisher von den Postverwaltungen verwen- verringern, ohne die Hörbarkeit des Ruftons zu deten Fernsprechapparaten ist im Apparategehäuse beeinträchtigen.

ein Wechselstromwecker vorgesehen, der bei An- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wickwählen des betreffenden Fernsprechapparats durch 55 lung des elektroakustischen Wandlers in zwei zur einen Rufwechselstrom von 25 bis 50 Hz erregt wird. Erzeugung von Oberwellen ausreichend induktiv ge-Der Wechselstromwecker weist Glockenschalen auf, koppelte Teilwicklungen unterteilt ist, über deren die bei Stromzufuhr zu einem elektromagnetischen eine die Rückkopplung des Oszillators erfolgt. Antrieb durch einen zu diesem gehörenden Anker Der Fortfall des gesonderten Übertragers erbringt

mit einem Klöppel im Takt des Rufwechselstroms ^6o bei im wesentlichen unverändertem übrigen Aufbau angeschlagen und in die den Rufton erzeugenden Einsparungen bei den Kosten und Abmessungen des Schwingungen versetzt werden. elektronischen Weckers von etwa 20 bis 30 %.

Ein großer Nachteil dieser bekannten Wecker liegt Es ist ferner bereits ein Anruforgan für Teilneh-

insbesondere in ihrem verhältnismäßig großen Platz- mer, insbesondere Fernsprechteilnehmerstationen bedarf, außerdem benötigen sie verhältnismäßig viel 65 bekanntgeworden (vgl. deutsche Auslegeschrift Erregerenergie für den elektromagnetischen Antrieb. 1 247 413), das aus einem elektroakustischen Wand-

Es sind auch elektronische Wecker für Fernsprech- ler besteht, der von einem mit gleichgerichteter Rufapparate entwickelt worden, bei denen die nieder- frequenz beaufschlagten Phasenschiebergenerator ge-