DE2332809C3

DE2332809C3 - Battery control through the squelch in a radio

Info

Publication number: DE2332809C3
Application number: DE2332809A
Authority: DE
Inventors: Alois Langendorf Solothurn Zimmermann (Schweiz)
Original assignee: AUTOPHON AG SOLOTHURN (SCHWEIZ)
Current assignee: AUTOPHON AG SOLOTHURN (SCHWEIZ)
Priority date: 1972-07-04
Filing date: 1973-06-28
Publication date: 1979-07-12
Also published as: NL7309326A; AT336082B; IT992179B; NL173584B; FI55921B; BE801526A; FI55921C; DE2332809B2; ATA568673A; FR2191369A1; NL173584C; CH534457A; FR2191369B1; DE2332809A1; SE386326B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Funkgerät mit einer Rauschsperre, welches durch eine aus mehreren wiederaufladbaren gasdichten Zellen bestehende Batterie gespeist istThe present invention relates to a radio device with a squelch, which by a battery consisting of several rechargeable gastight cells is fed

Zellen der genannten Art haben die nachteilige Eigenschaft, daß sie zerstört werden, wenn sie nach vollständiger Entladung auch nur wenig mit verkehrter Polarität aufgeladen werden. Diese Eigenschaft tritt in aus mehreren piasdichten Zellen aufgebauten Batterien störend in Erscheinung, weil in solchen Batterien zwar sämtliche Zellen dieselbe Nenn Kapazität, jedoch nie die gleiche wirkliche Kapazität besitzen. Bei der Entladung der Batterie ist danr, die Zelle mit der kleinsten Kapazität zuerst vollständig entladen und wird, sofern der Batterie weiterhin Strom entnommen wird, mit verkehrter Polarität wiederum aufgeladen. Dabei ist natürlich die Gesamtspannung der Batterie um einen die Zellenspannung übersteigenden Wert kleiner als die Nennspannung. Bei vielzelligen Batterien wird dies jedoch nicht als wesentliche Störung empfunden.Cells of the type mentioned have the disadvantageous property that they are destroyed when after When fully discharged, they can only be charged slightly with the wrong polarity. This property occurs in Batteries made up of several sealed cells are a nuisance because they are in such batteries all cells have the same nominal capacity, but never have the same real capacity. When the battery is discharged, the cell with the The smallest capacity is first fully discharged and is, provided that the battery continues to draw power is charged again with the wrong polarity. Of course, the total voltage of the battery is reduced a value that exceeds the cell voltage and is less than the nominal voltage. In the case of multi-cell batteries However, this was not perceived as a major disturbance.

Die Entladungscharakteristik dieser aufladbaren gasdichten Zellen weist nun einen Knick auf, indem die Spannung während des größten Teils der Entladung (ordentliche Entladung) nahezu gleich bleibt und erst kurz vor der vollständigen Erschöpfung (außerordentliche Entladung) rasch absinkt. Da nun in einer Batterie alle Zellen dauernd in Reihe geschaltet sind, ist während der ordentlichen Entladung sämtlicher Zellen die Spannung an allen diesen Zellen gleich groß, und die Gesamtspannung der Batterie nimmt nur wenig ab. Es ist nun leicht einzusehen, daß es einen Zustand der Batterie gibt, in welchem sämtliche Zellen die niedrigste bei der ordentlichen Entladung auftretende Spannung aufweisen und die Zelle mit der kleinsten Kapazität gerade vor der außerordentlichen Entladung steht. Bei einer weiteren Entladung sinkt dann die Gesamtspannung der Batterie absolut im gleichen Maße wie die w) Spannung an der erwähnten Zelle, während das relative Sinken natürlich von der Zellenzahl der Batterie abhängt.The discharge characteristics of these rechargeable, gas-tight cells now show a kink in that the Voltage during most of the discharge (proper discharge) remains almost the same and only drops rapidly shortly before complete exhaustion (extraordinary discharge). Since now in a battery all cells are continuously connected in series, is during the proper discharge of all cells The voltage on all these cells is the same, and the total voltage of the battery only decreases slightly. It it is now easy to see that there is a state of the battery in which all cells are the lowest voltage occurring during normal discharge and the cell with the smallest capacity is just before the extraordinary discharge. In the event of a further discharge, the total voltage then drops of the battery absolutely in the same measure as the w) voltage on the cell mentioned, while the relative Decrease of course depends on the number of cells in the battery.

Wenn man somit von der beschriebenen Spannung, bei welcher alle Zellen am Ende der ordentlichen h5 Entladung angelangt sind, ausgeht, kann auch bei einer Batterie mit vielen Zellen der Zeitpunkt des Beginns der Erschöpfung der Zelle mit der kleinsten Kapazität anhand der Gesamtspannung festgestellt werden.So if one considers the voltage described, at which all cells at the end of the normal h5 If the discharge has reached the end of the run out, the time at which the start of the discharge can occur, even in the case of a battery with many cells Depletion of the cell with the smallest capacity can be determined from the total voltage.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird der Bau eines eine Batterie der vorgenannten Art enthaltenden Funkgerätes ermöglicht, welches den Benutzer rechtzeitig warnt, wenn eine der Zellen vor der Erschöpfung steht Es ist naheliegend und im Zusammenhang mit anderen Geräten bekannt, diese Warnung dadurch zu bewerkstelligen, daß, sobald die Batteriespannung unter einen bestimmten Betrag sinkt, die Speisung des Gerätes unterbrochen und damit das Gerät abgeschaltet wird. Eine solche Einrichtung, bei welcher die Spannungsgrenze genau vorgewählt werden könnte, wäre zwar für den beabsichtigten Zweck sehr dienlich, ist aber für ein Funkgerät nicht zu empfehlen, da Notfälle eintreten können, bei denen die Möglichkeit, das Gerät noch solange wie möglich betreiben zu können, wichtiger ist als der Schutz der Batterie.With the help of the present invention, the construction of a battery of the aforementioned type is included Radio enables which the user in good time warns when one of the cells is facing exhaustion It is obvious and related to other devices known to accomplish this warning that, as soon as the battery voltage falls below drops by a certain amount, the power supply to the device is interrupted and the device is switched off will. Such a device, in which the voltage limit could be precisely preselected, would be very useful for the intended purpose, but is not recommended for a radio because Emergencies can arise in which the possibility of operating the device for as long as possible is more important than protecting the battery.

Es hat sich herausgestellt, daß die Aufmerksamkeit des Benutzers eines Funkgerätes durch Unwirisamwerden der Rauschsperre besonders gut erweckt werden kann, ohne daß dabei der Betrieb des Funkgerätes behindert wird. Eine solche Rauschsperre dient bekannterweise dazu, während der Zeiten, während denen die Gegenstation nicht sendet, den Ausgang des Empfängers zu sperren, damit das dort auftretende Rauschen nicht stört. Die Arbeitsweise einer Rauschsperre üblicher Bauart hängt von der Speisespannung des Gerätes ab. In ijner solchen Rauschsperre werden aus dem Rauschen die oberhalb des Sprachbereichs liegenden Frequenzen herausgefiltert, verstärkt und gleichgerichtet Mit dem auf diese Weise erhaltenen Signal wird ein elektronischer Schalter zur Unterdrükkung des Niederfrequenzsignals veranlaßt Die erwähnte Abhängigkeit von der Speisespannung wirkt sich bekannterweise derart aus, daß die Wirksamkeit der Rauschsperre mit sinkender Speisespannung abnimmt Dies ist darauf zurückzuführen, daß sowohl der Verstärkungsgrad der Hochfrequenzstufen als auch derjenige der Abschalteinrichtung zurückgeht, so daß einerseits schwächeres Rauschen r-'jftritt und andererseits stärkeres Rauschen notwendig wäre, um eine Abschaltung des Niederfrequenzsignals zu bewirken.It has been found that the attention of the user of a radio device becomes obscure the squelch can be awakened particularly well without disrupting the operation of the radio is hindered. Such a squelch is known to be used during times, during which the other station does not send to block the output of the receiver so that the occurring there Noise doesn't bother you. The way a normal type of squelch works depends on the supply voltage of the device. Be in such a squelch the frequencies above the speech range are filtered out of the noise, amplified and rectified With the signal obtained in this way, an electronic switch is used for suppression of the low-frequency signal causes The aforementioned dependency on the supply voltage has an effect is known to be such that the effectiveness of the squelch decreases with decreasing supply voltage This is due to the fact that both the gain of the high frequency stages and that of the cut-off device goes back, so that on the one hand weaker noise occurs and on the other hand more noise would be necessary to cause a shutdown of the low frequency signal.

Der Arbeitspunkt einer normalen Rauschsperre kann zwar verschoben und damit die Spannung, bei welcher diese Rauschsperre unwirksam wird, in gewissen Grenzen gewählt werden; sofern nun jedoch dieser Arbeitspunkt derart eingestellt wird, daß das Unwirksamwerden bei einer Speisespannung eintritt, bei welcher sich eine der Zellen der Erschöpfung nähert, arbeitet die Rauschsperre bei Normalspannung nicht zufriedenstellend und erfüllt dann ihre eigentliche Aufgabe nicht mehr. Stellt man sie dagegen auf ein richtiges Arbeiten bei Normalspannung ein, wird sie bei sinkender Speisespannung erst dann unwirksam, wenn die Speisespannung schon so weit gesunken ist, daß eine Zelle der Batterie völlig entladen und damit zerstört ist.The operating point of a normal squelch can be shifted and thus the voltage at which this squelch becomes ineffective, can be chosen within certain limits; as long as this, however Working point is set in such a way that it becomes ineffective at a supply voltage which one of the cells approaches exhaustion, the squelch does not work at normal voltage satisfactory and then no longer fulfills its actual task. On the other hand, if you set it to works properly at normal voltage, it only becomes ineffective when the supply voltage drops if the supply voltage has already dropped so far that one cell of the battery is completely discharged and thus destroyed.

Die vorliegende Erfindung gestattet nun, in einem Funkgerät mit einer auf einen für den normalen Betrieb geeigneten Arbeitspunkt eingestellten Rauschsperre diese Rauschsperre auszuschalten, wenn die Speisespannung auf einen Wert absinkt, der erkennen läßt, daß beim Weiterbetrieb des Funkgerätes eine Zelle der Batterie gefährdet ist. Die Erfindung betrifft ein Funkgerät der eingangs beschriebenen Art mit den zuletzt aufgeführten Eigenschaften. Dieses Funkgerät ist gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von der Batteriespannung arbeitende und die Wirksamkeit der Rauschsperre beeinträchtigende Kippschaltung, welcheThe present invention now allows in a radio with one to one for normal operation appropriate operating point set squelch to switch off this squelch when the supply voltage drops to a value that shows that if the radio device continues to operate, a cell of the Battery is at risk. The invention relates to a radio device of the type described above with the properties listed last. This radio is characterized by a depending on the Battery voltage working and the effectiveness of the squelch impairing flip-flop, which

bei einer oberhalb eines zwischen den Summen der Normalspannungen sämtlicher Zellen und der um eins verminderten Anzahl der Zellen gewählten Schwellenwertes liegenden Batteriespannung einen ersten und bei einer unterhalb dieses Weites liegenden Spannung einen zweiten Schaltzustand einnimmt und welche im ersten Schaltzustand die Wirksamkeit der Rauschsperre zuläßt und im zweiten Schaltzustand diese Wirksamkeit verhindert. Durch die Außerbetriebsetzung der Rauschsperre wird «omit eine Warnung für die beginnende Erschöpfung einer Zelle der Batterie abgegeben. Diese Warnung wirkt sich derart aus, daß beim Absinken der Batteriespannung unter einen für die Batterie gefährlich werdenden Schwellenwert dais Funkgerät bei Sendung und Empfang im Rahmen der bei der betreffenden Batteriespannung sich noch bietenden Möglichkeiten zwar in normaler Weise weiter arbeitet, in den Pausen dagegen, in welchen weder gesendet noch die Gegenstation empfangen wird. Rauschen ertönen läßt Dieses Rauschen kann nicht überhört werden, und die Bedienungsperson des Gerätes wird unmißverständlich darauf hingewiesen, daß sich eine Zeile der Batterie ihrem Entladungszustand nähert a battery voltage above a threshold value selected between the sums of the normal voltages of all cells and the number of cells reduced by one assumes a first switching state and a voltage below this range a second switching state and which allows the squelch to be effective in the first switching state and in the second Switching state prevents this effectiveness. By deactivating the squelch, a warning is given that one of the battery cells is starting to run out. The effect of this warning is that when the battery voltage drops below a threshold value that becomes dangerous for the battery, the radio device continues to work normally during transmission and reception within the scope of the possibilities available for the battery voltage concerned, but during the breaks, in which is neither sent nor received by the other station. Let noise be heard This noise cannot be overheard, and the operator of the device is unmistakably informed that a line of the battery is approaching its discharged state

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. The invention will now be described using an exemplary embodiment.

Die Figur zeigt das zum Teil als Blockschema dargestellte Schaltungsschema eines Empfängers, welcher mit einer Einrichtung zur Anzeige der beginnenden Erschöpfung einer Zelle ausgerüstet istThe figure shows the circuit diagram of a receiver, which is partly shown as a block diagram is equipped with a device to indicate the incipient exhaustion of a cell

Mit A ist die Antenne, mit VM die Gesamtheit der Mischstufen, der Hoch- und Zwischenfrequenzverstärker und der Bandfilter und mit D die Demodulationsschaltung bezeichnet An weiteren Schaltungsanordnungen sind eine Rauschsperre RS, ein Niederfrequenzverstärker NF, ein Lautsprecher LS, eine Kippstufe KS, ein ODER-Tor T und ein Handschalter vorhanden. Der Empfänger wird durch eine mehrzellige Batterie B gespeistWith A, the antenna, with VM refers to the entirety of the mixers, the high and intermediate-frequency amplifier and band-pass filter and D, the demodulation circuit is to further circuit arrangements are a squelch circuit RS, a low frequency amplifier NF, a speaker LS, a flip-flop KS, an OR Gate T and a manual switch available. The receiver is powered by a multi-cell battery B.

Die Rauschsperre ÄSbesteht in bekannter Weise aus einem Rauschverstärker RVuna einem im Ruhezustand leitenden elektronischen Schalter NS. Der Rauschverstärker RV ist ein Selektivverstärker, welcher nur Frequenzen verstärkt, die oberhalb des vom Sender ausgesendeten Sprachbandes liegen, jedoch im Rauschen, das vom Empfänger bei fehlendem Eingangssignal abgegeben wird, enthalten sind. Durch das AusgangSaignal des Selektivverstärkers wird der elektronische Schalter NS betätigtThe squelch ÄS consists in a known manner of a noise amplifier RVuna and an electronic switch NS which is conductive in the idle state. The noise amplifier RV is a selective amplifier which only amplifies frequencies that are above the voice band emitted by the transmitter, but are contained in the noise emitted by the receiver in the absence of an input signal. The electronic switch NS is actuated by the output signal of the selective amplifier

Der Schaltzustand der Kippstufe hängt von der Höhe der Batteriespannung ab. Sofern die Batteriespannung einen bestimmten Wert überschreitet, legt die Kippstufe diese Spannung an den einen Eingang des ODER-Tors T. Der andere Eingang des Tors Γ kann mit Hufe des Handschalters WS mit der Batteriespannung verbunden werden. Über den Ausgang des Tors T wird der Rauschverstärker R V gespeist. Handschalter und Tor sind für das Erreichen des Zwecks der Erfindung nicht notwendig. Sie dienen, wie später erklärt ist, lediglich der Schonung der Batterie, wenn der Empfänger trotz sich ankündigender Erschöpfung der Batterie weiter betrieben werden soll.The switching state of the multivibrator depends on the level of the battery voltage. If the battery voltage exceeds a certain value, the flip-flop applies this voltage to one input of the OR gate T. The other input of the gate Γ can be connected to the battery voltage using the hand switch WS. The noise amplifier RV is fed via the output of the gate T. Hand switch and gate are not necessary for achieving the purpose of the invention. As will be explained later, they only serve to protect the battery if the receiver is to continue to operate despite the fact that the battery is about to be exhausted.

Es wird vorderhand angenommen, daß der Handschalter HS geöffnet und die Batteriespannung so hoch ist, daß der Rauschverstilrker WVüberdie Kippstufe KS und das Tor T gespeist ist Sofern kein Signal auf die Antenne trifft, verttärkt der Rauschverstärker RVaas inIt is assumed for the moment that the manual switch HS is open and the battery voltage is so high that the noise amplifier WV is fed via the flip-flop KS and the gate T. If no signal hits the antenna, the noise amplifier RVaas in amplifies

ίοίο

diesem Falle von der Demodulatorschaltung D abgegebene Rauschen und bringt damit den elektronischen Schalter NS in den sperrenden Zustand, so daß das Rauschsignal dem Verstärker NF und dem Lautsprecher LS nicht zugeführt wird. Trifft dagegen ein Nutzsignal auf die Antenne A, verschwindet das Rauschen am Ausgang der Demodulationsschaltung, wodurch der elektronische Schalter NS wiederum in seine Ruhelage geht und das demodulierte Nutzsignal über den Verstärker NF dem Lautsprecher zugeführt wird. Auf diese Weise wird während der Zeit, da kein Signal empfangen wird, das Auftreten eines Rauschsignals im Lautsprecher unterdrückt, wodurch an einer sich in Empfangsbereitschaft befindenden Station kein störendes Rauschen auftrittIn this case, noise emitted by the demodulator circuit D and thus brings the electronic switch NS into the blocking state, so that the noise signal is not fed to the amplifier NF and the loudspeaker LS. If, on the other hand, a useful signal hits the antenna A, the noise at the output of the demodulation circuit disappears, whereby the electronic switch NS returns to its rest position and the demodulated useful signal is fed to the loudspeaker via the amplifier NF. In this way, the occurrence of a noise signal in the loudspeaker is suppressed during the time when no signal is being received, so that no disturbing noise occurs at a station that is ready to receive

Die Kippstufe ist derart eingestellt, daß sie, sofern die Batteriespannung gegenüber der der vollen Ladung aller Batteriezellen entsprechendem Spannung lediglich um einen Teil der Spannung einer Einzelzelle sinkt, in den Zustand kippt, in welchem sie die Speisung vom Rauschverstärker RV abschaltet Der elektronische Schalter .VS bleibt unter dieser: Voraussetzungen dauernd im leitenden Zustand, so daß beim Fehlen eines auf die Antenne A treffenden Eingangssignals am Lautsprecher LS Rauschen auftritt, das insbesondere im Wechr-elsprechverkehr beim Abschalten des Senders der Gegenstation nicht überhört werden kann. Bei der kleinen Verminderung der Batteriespannung, welche bereits das Umschalten der Kippstufe in den zuletzt beschriebenen Zustand hervorruft, is*, die Batteriezelle mit der kleinsten Kapazität noch nicht vollständig erschöpft und hat daher noch keinen Schaden genommen. Wenn beim Eintreten dieses Zustandes, weichen die Bedienungsperson ohne das Abschalten des Rauschverstärkers nicht hätte erkennen können, der Funkverkehr eingestellt oder die Batterie gewechselt wird, kann somit keine Schädigung der Batterie eintreten.The flip-flop is set in such a way that, if the battery voltage drops by only part of the voltage of a single cell compared to the voltage corresponding to the full charge of all battery cells, it flips into the state in which it switches off the supply from the noise amplifier RV The electronic switch .VS remains under this: conditions permanently in the conductive state, so that in the absence of an input signal reaching the antenna A noise occurs at the loudspeaker LS , which cannot be overheard, especially in intercom traffic when the transmitter of the opposite station is switched off. In the case of the small reduction in the battery voltage, which already causes the switching of the flip-flop to the state described last, the battery cell with the smallest capacity is not yet completely exhausted and has therefore not yet suffered any damage. If, when this state occurs, the operator would not have been able to detect soft without switching off the noise amplifier, radio communication is stopped or the battery is changed, the battery cannot be damaged.

Sofern nun trotz der durch das auftretende Rauschen ausgedrückten Warnung das Funkgerät aus irgend einem Grunde weiter betrieben werden muß, könnte im H^:.iblick auf die besonderen Umstände des Betriebes das auftretende Rauschen in bezug auf die Störung der Bedienungsperson noch hingenommen werden, aber der zusätzliche Stromverbrauch, der im Verstärker NF durch die dort stattfindende Verstärkung des Rauschens auftritt, ist im Hinblick auf die beginnende Erschöpfung der Batterie außerordentlich nachteilig. Diese Nachteile können nach Kenntnisnahme des durch das Auftreten von Rauschen angezeigten Batteriezustandes durch Schließen des Handschalters HS wieder aufgehoben werden, indem dann der Rauschverstärker ÄKüber das Tor Fwiederum gespeist wird.If the radio device has to be operated for some reason despite the warning expressed by the occurring noise, the noise that occurs in relation to the disturbance of the operator could still be accepted ^{in the H: .iblick in view of the special circumstances of the operation, but the additional} Current consumption, which occurs in the amplifier NF due to the amplification of the noise taking place there, is extremely disadvantageous with regard to the beginning exhaustion of the battery. These disadvantages can be eliminated again by closing the manual switch HS after knowledge of the battery status indicated by the occurrence of noise, in that the noise amplifier ÄK is then fed again via the gate F.

D.?.nk der Ausschaltung des Rauschverstärkers bei einer auf einen genau definierten und einstellbaren Wert abgesunkenen BaUeriespannung ist eine Beschädigung der Batterie durch zu tiefe Entladung ohne Wissen der Bedienungsperson nicht mehr möglich.D.?.nk the deactivation of the noise amplifier a structural voltage that has dropped to a precisely defined and adjustable value is damage the battery is no longer possible without the knowledge of the operator because it has been discharged too deeply.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht a:i das Ausführungj/jeispiel gebunden ist. Sie läßt sich beispielswsise auch in Geräten anwenden, in denen die Rauschsperre von der empfangenen Trägerwelle gesteuert ist Auch läßt sich die Wirksamkeit dieser Sperre auf eine andere Art aufheben als durch das im Beispiel aufgeführte Ausschalten der Speisung des Rauschverstärkers.It will be understood that the invention does not a: i the execution / each game is bound. She lets herself for example also apply in devices in which the squelch is applied from the received carrier wave is controlled The effectiveness of this lock can also be canceled in a different way than by the im Example of switching off the power to the noise amplifier.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

With one of several rechargeable gastight cells existing battery-powered radio with a squelch, the ineffectiveness of which indicates the incipient exhaustion of a cell, indicated by an in Dependent on the battery voltage working and impairing the effectiveness of the squelch Flip-flop, which at one above one between the sums of the normal voltages of all cells and the selected threshold value reduced by one lying battery voltage a first and at a voltage lying below this value assumes a second switching state and which in the first switching state the effectiveness of the Allows squelch and prevents this effectiveness in the second switching state

2020th