DE2363731C3

DE2363731C3 - Akustische Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2363731C3
Application number: DE19732363731
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich 5990 Altena Girle; Horst 4600 Dortmund Wojtyniak
Original assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1980-02-07
Also published as: CH572643A5; DE2363731B2; DE2363731A1

Description

Die Erfindung betrifft eine akustische Anzeigevorrichtung insbesondere für batteriebetriebene tragbare Meß- und Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten Transformator besteht

Beispielsweise in tragbaren batteriebetriebenen Meßgeräten, die zeitweise von Personen als Betriebsausrüstung mitgeführt werden und die in dieser Zeit nicht dauernd von diesen Personen beobachtet werden können, ist es vorteilhaft, eine akustische Anzeigevorrichtung wenigstens zur groben Anzeige der gemessenen Werte zu verwenden. Der Meßwert wird z. B. durch eine unterschiedliche Tonhöhe oder durch eine unterschiedliche zeitliche Folge von Tonimpulsen dargestellt. So können beispielsweise Personen, die in einer von ionisierender Strahlung versuchten Um^ gebung arbeiten müssen, anhand der Tonimpulsrate eines mitgeführten Meß- Und Warngerätes dauernd feststellen, welcher Strählungsdosisleistung sie im Augenblick ausgesetzt sind» und werden beispiels* weise durch einen Dauerton darauf hingewiesen, daß sie die zulässige Tagesdosis der Strahlung erreicht oder überschritten haben und sich aus dem Strahlungsfeld begeben müssen.

> Aus der deutschen Auslegeschrift 1161 649 ist ein Warngerät mit einer akustischen Anzeigevorrichtung bekannt. Diese akustische Anzeigevorrichtung besteht aus einem Tongenerator und einem Miniaturhörer. Der Tongenerator wird von einer monostabilen

'" Kippschaltung ein- und ausgeschaltet. Der Schwingübertrager des Tongenerators ist dort gleichzeitig als Transformator für den Miniaturhörer ausgebildet. Eine derartige akustische Anzeigevorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß wegen des geringen Wir-

kungsgrades des Miniaturhörers in einer Umgebung mit höherem Geräuschpegel deren Tonsignale nur schlecht oder überhaupt nicht wahrnehmbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lautstärke einer eingangs genannten akustischen An-

-» Zeigevorrichtung mit geringen Mitteln wesentlich zu erhöhen, ohne dabei die Batterie des tragbaren batteriebetriebenen Gerätes mehr zu belasten.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer

·? > Schallgeber ist, daß ferner die Grundfrequenz des ein- und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist und daß aus dem Transformator und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen Schallgebers ein

«ι Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers abgestimmt ist.

Der ein- und ausschaltbare Tongenerator kann als astabiler Multivibrator ausgebildet sein. Eine beson-

n ders geringe Belastung der Gerätebatterie erreicht man nach der Erfindung dadurch, daß die aktiven Verstärkungselemente des astabilen Multivibrators zueinander komplementäre Transistoren sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators

-in im gesperrten Zustand eines sie r^feuernden Schalttransistors stromlos ist.

Die Ausbildung eines steuerbaren Tongenerators als astabilcr Multivibrator ist an sich bekannt. In der deutschen Offenlegungsschrift 1 566 699 ist bei-

r> spielsweise eine Alarmeinheit beschrieben, die aus einem Steuergeneraior,einem Tongenerator und einem daran angeschlossenen Leistungsverstärker mit einem Lautsprecher im Kollektorkreis besteht. Der Tongenerator, der in der bekannten Anordnung von dem

■ο Steuergenerator in der Tonhöhe gesteuert wird, ist als astabiler Multivibrator aus zwei gleichartig leitenden Transistoren gebildet.

Es ist auch bekannt, derartige astabile Multivibratoren aus zwei Transistoren entgegengesetzter

Vt Leitfähigkeit zu bilden und diesen durch einen weiteren Transistor zu steuern. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 105 574 zu entnehmen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird bei-

M) spielsweise eine Schallpegelerhohung in 1 Meter von der Schallquelle um wenigstens 15db erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt
P'\g. 1 ein Aüsführüngsbeispiel einer akustischen

hi Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung in einer Vereinfachten Blockschaltungsdarstellung in einem Meß- ünd/odef Wäfrigerät,

Fig. 2 ein Ausführurtgsbeispiel einer effiridungsge-

rnäßen akustischen Anzeigevorrichtung in einer ausführlicheren Darstellung in einem Meß- und/oder Warngerät.

In Fig. 1 ist in vereinfachter Blockschaltungsdarstellung eine akustische Anzeigevorrichtung in einem elektrischen Meß- und/oder Warngerät wiedergegeben. Die akustische Anzeigevorrichtung enthält als Tongenerator einen astabilen Multivibrator 1, an dessen Ausgang die Primärwicklung 2 eines Transformators 3 angeschlossen ist. Parallel zur Sekundärwicklung 4 des Transformators liegt ein piezoelektrischer Schallgeber 5 als Lautsprecher und gegebenenfalls ein Kondensator 6. Der astabile Multivibrator 1 wird aus der Batterie 7 des Gerätes über die Leitungen 8 und 9 mit Strom versorgt. Der Steuereingang des astabilen Multivibrators 1 ist über eine Leitung IO mit einem Steuerkreis des Meßgerätes verbunden. Der Ausgang des Steuerkreises ist durch einen Steuerschalter 11 und einen Widerstand 12 dargestellt.

Während der Zeitspanne, in der ein Steuersignal auf der Leitung 10 auftritt, z. B. durch den geschlossenen Zustand des Steuerschalters 11 gekennzeichnet, schwingt der astabile Multivibrator 1. Die Schwingungen am Ausgang des astabilen Multivibrators werden über den Transformator 3 auf das Kristallsystem 13 des piezoelektrischen Schallgebers 5 übertragen. Im piezoelektrischen Schallgeber entsteht dadurch ein Ton, dessen Frequenzspektrum im wesentlichen die Frequenz des Kristalls des piezoelektrischen Schallgebers enthält. Dieses Tonsignal ist besonders laut, wenn die Sekundär-Induktivität des Transformators und die Kapazität des Kristallsystems des piezoelektrischen Schallgebers einen Schwingkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz gleich der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist. Der Transformator 3 ist deshalb zweckmäßigerweise abstimmbar ausgebildet. Der Parallelkondensator 6 ist ebenfalls zur Abstimmung des Schwingkreises vorgesehen. Der auf den piezoelektrischen Schallgeber abgestimmte Schwingkreis führt nicht nur zu einem höheren Schallpegel, sonJern auch zu einem akustisch angenehmeren Frequenzspektrum des in dem piezoelektrischen Schallgeber erzeugten Tones. Für eine bessere Tonstabilität der akustischen Anzeigevorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Grundfrequenz des astabilen Multivibrators 1 unter der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers 5 lieg*

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen akustischen Anzeigevorrichtung enthält der astabile Multivibrator 1 zwei zueinander komplementäre Transistoren 14 und 15. Der abstimmbare Transformator 3 zwischen dem astabilen Multivibrator und dem piezoelektrischen Schallgeber 5 enthält nur eine Wicklung, an deren Anzapfung 16 der Ausgang des astabilen Multivibrators angeschlossen ist.

Der Steuerschalter des Steuerkreises des Meßgerätes, zu dem die akustische Anzeigevorrichtung gehört, ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schalttransistor 17. Im gesperrten Zustand des Schalttransistors 17 ist auch der Eingangstransistor 14 des astabilen Multivibrators und demzufolge auch der Ausgangstransi-

i« stör 15 stromlos. In diesem Zustand, in dem auf der Leitung 10 kein Steuersignal vorhanden ist, entnimmt der astabile Multivibrator 1 der Speisebatterie 7 des Gerätes keinen Strom. Im leitenden Zustand des Schalttransistors des Steuerkreises schwingt der astabile Multivibrator 1 mit einer Schwingfrequenz, die kleiner ist als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers 5. Der Schwingkreis, der aus der gesamten Wicklung des Transformators 3, der Parallelkapazität 6 und der Kapazität des Kristallsystems

-» 13 des piezoelektrischen Schallgebers gebildet ist, ist auf die Resonanzfrequenz de · piezoelektrischen Schaligebers abgestimmt.

Der Gegenkopplungskondensator 18 zwischen der Ausgangselektrode und der Steuerelektrode des aus-

- > gangsseitigen Transistors 15 verhindert unerwünschte Spanniingsspitzen während des Schwingens des astabilen Multivibrators.

Die akustische Anzeigevorrichtung ist nicht nur in Meß- und/oder Warngeräten, insbesondere zur Mes-

s» sung ionisierender Strahlungen verwendbar, sondern auch in allen nachrichtentechnischen Geräten, in denen eine gut hörbare akustische Anzeigevorrichtung erforderlich ist.

,-, Verwendete Bezugszeichen

1 astabiler Multivibrator

2 Primärwicklung

3 Transformator

4 Sekundärwicklung

•ι» 5 piezoelektrischer Schallgeber

6 Kondensator

~ Batterie

8 Leitung

9 Leitung
4-. 10 Leitung

11 Steuerschalter

12 Widerstand

13 Kristallsystem

14 Transistor
«ι 15 Transistor

16 Anzapfung

17 Schalttransistor

18 Gegenkopplungskondensator

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Akustische Anzeigevorrichtung, insbesondere für batteriebetriebene tragbare Meß- und Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten Transformator besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer Schallgeber (5) ist, daß ferner die Grundfrequenz des ein- und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist und daß aus dem Transformator (3) und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen Schallgebers ein Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgeber abgestimmt ist.

2. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- und ausschaltbare Tongenerator ein astabiler Multivibrator (1) ist.

3. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Verstärkungselemente des astabilen Multivibrators (1) zueinander komplementäre Transistoren (14, 15) sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators im gesperrten Zustand eines sie steuernden Schalttransistors (17) stromlos ist.

4. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgangselektrode und Jie Steuerelektrode des ausgangsseitigen Transistors (15) des astabilen Multivibrators (1) ein Gegenk pplungskondensator (18) geschaltet ist.

5. Akustische Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (3) abstimmbar ist.