DE2612557C2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines akustischen Rufsignals in Endstellen von Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mittels einer Schwingschaltung und eines elektroakustischen Wandlers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines akustischen Rufsignals in Endstellen von Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mittels einer Schwingschaltung und eines elektroakustischen Wandlers, der mit einem Piezoelement behaftet ist, von der durch eine Gleichspannung oder durch die gleichgerichtete Rufspannung gespeisten Schwingschaltung zum Schwingen angeregt wird und mit seiner Resonanzfrequenz weiterzuschwingen versucht.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der einem piezoelektrischen Wandler eine Schwingschaltung parallelgeschaltet ist, wobei diese Schwingschaltung durch eine anliegende Rufspannung gespeist wird und wobei diese Schwingschaltung so angesteuert wird, daß sie mit der Resonanzfrequenz des parallelgeschalteten Piezowandlers schwingt. Durch diese Schaltungsunordnung will man bei möglichst geringem Leistungsverbrauch eine maximale Lautstärke erzielen. Diese Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß der erzeugte Ton sehr schmalbandig ist und einen für das menschliche Ohr harten und unangenehmen Ton darstellt.

Die Aufgabe der Erfindung soll deshalb darin bestehen, unter Verwendung eines elektroakustischen Wandlers und einer dazu parallelgeschalteten Schwingschaltung ein Verfahren zu schaffen, welches die bekannten Vorteile eines Piezowandlers als signalgebendes Bauelement beinhaltet und welches zusätzlich dem abgegebenen Signa! einen für das menschliche Ohr angenehmen und in Frequenz und Lautstärke dem Wunsch der Bedienungsperson anpaßbaren Ton verleiht.

Dies wird dadurch erreicht, daß die zu dem elektroakustischen Wandler parallelgeschaltete, diesen zum Schwingen anregende Schwingschaltung so ausgelegt ist, daß ihre Schwingfrequenz wesentlich unterhalb der Eigen- bzw. Resonanzfrequenz des Wandlers liegt und innerhalb eines Frequenzbereiches veränderbar ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß infolge von zwei sich überlagernden Schwingfrequenzen ein für das menschliche Ohr angenehmer Signalton entsteht, der außerdem in einfacher Weise bezüglich Frequenz und Lautstärke veränderbar ist.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel nr.it den für das Verständnis notwendigen Einzelheiten dar. Dieses besteht im wesentlichen aus dem elektroakustisehen Piezowandler W und der Schwingschaltung S. Diese besteht aus dem Thyristor Thy mit der Anode A. der Kathode K und dem Gate G, den Widerständen R 1 und RZ. der Diode D 1, der Zenerdiode D2 und dem Kondensator C. Weiterhin enthält das Ausführungsbeispiel einen Spannungsteiler mit den Widerständen R 3 und RA und dem manuell veränderbaren Widerstand RS. Die Eingänge der Gesamtschaltung sind mit a und b bezeichnet.

Geht man davon aus, daß am Eingang a/b der Schaltung eine Gleichspannung Ui anliegt mi! dem niedrigeren Potential ( —) an u und mit dem höheren Potential (+) an b, dann wird über die Widerstände R 5 und R 1 zunächst der Kondensator Cund die Kapazität Cw des Piezowandlers aufgeladen. Die über den Kondensator C und den Piezowandler W sich aufbauende Spannung U2 ist auf den Seiten a'und a" des Kondensators Cund der Kapazität Cw negativ. Mit Hilfe des Spannungsteilers R 3//?4 liegt am Gate C des Thyristors Thy ein bestimmtes negatives Potential U3 an. Erreicht nun die Spannung U 2 in etwa den Wert der Spannung UX dann erfolgt die Durchschaltung des Thyristors 77?y.(Die Ladespannung des Kondensators C wird stärker negativ als die Spannung L/3.) Der Kondensator Cund die Kapazität des Piezowandlers W werden entladen, und damit wird der Piezowandler W zum Schwingen angeregt. Der Widerstand R 2 spielt dabei die Rolle eines Schutzwiderstandes. Wenn die Spannung zwischen a'und der Anode A des Thyristors Thy nun wieder weniger negativ ist als die Spannung UX kehrt der Thyristor Thy in den Sperrzustand zurück.

Mit Hilfe des Spannungsteilers R 3/R4 und des Widerstandes R 1 in Abhängigkeit von der Spannung Ui kanti man nun die Durchschalte-, das heißt die Schwingfrequenz f\ so einstellen, daß sie wesentlich unter der Resonanzfrequenz f2 des Piezowandlers W liegt. Da der Piezowandler W mit seiner Resonanzfrequenz f2 weiterzuschwingen versucht, überlagern sich nun die beiden Frequenzen /"1 und (2. Diese beiden einander überlagerten Frequenzen werden durch den Piezowandler W hörbar gemacht und ergeben in Verbindung mit einem wahlweise abgestimmten Helmholtz-Resonator einen angenehmen und vollen Klang. Da die Spannung zwischen der Kathode K und dem Gate G des Thyristors Thy eine Größenordnung von ca. 5 Volt nicht überschreiten darf, ist zwischen beiden Punkten K und G die Schutzdiode D 1 angeordnet. Die zusätzlich in Reihe hierzu liegende Zenerdiode D 2 soll bewirken, daß kein negativer Steuerstrom über die Diode D1 abfließt (und daß zwischen G/K eine höhere Steuerspannung als nur die Schwellspannung der Diode D1 sich ausbilden kann). Ist jedoch sichergestellt, daß die maximale Sperrspannung der Diodenstrecke G/K nicht überschritten wird, dann können die beiden Dioden D I und D 2 entfallen.

Die Lautstärkeregelung erfolgt mit Hilfe des Widerstandes R 5, welcher als manuell veränderbarer Widerstand ausgebildet ist. Durch Veränderung des

Widerstandes R5 ändert sich die Zeitkonstante r = R ■ C für die Frequenz der Schwingschaltung, wodurch die Schwingfrequenz f\ der Schwingschaltung innerhalb eines Größenbereiches fO des Frequenzspektrums in den Grenzen f\±fO verändert werden kann. Gleichzeitig ändert sich wegen des Spannungsabfalles am Widerstand R 5 auch die absolute Amplitude der einander überlagerten Frequenzen f\ und f2. Daraus ergibt sich bei Änderung des Widerstandes R 5 <:ine Lautstärkeänderung.

Durch die Resonanzfrequenz des Piezowandlers W können Phasenbedingungen entstehen, die als Rückwirkung auf den Thyristor 7Ty (also auf die Schwingschaltung) dessen Durchschaltung beeinflussen. Dabei ändern sich die Amplituden der überlagerten Frequenzen /1 und /"2, und es können sporadische Klangänderungen auftreten. Dieses nachteilige Verhalten kann jedoch durch eine besondere Lagerung der Piezowand lerplatte in einem Gehäuse (Helmholtz-Resonator) behoben werden.

Als elektroakustischer Wandler kann auch ein dynamischer Wandler verwendet werden. Hierbei ist eine Lautstärkeregelung mit einem nichldargestellten veränderlichen Widerstand möglich: Der Wandler iiegl dann in Serie zum Kondensator C. und der Widerstand RS liegt parallel /um Wandler W. Is! der dynamische

ίο Wandler W jedoch sehr niederohmig, dann gilt auch in diesem Falle die dargestellte Anordnung.

Aus dem Vorstehenden ergibt sith, dall durch die Erfindung mit Hilfe eines elekiroakusiischen Wandlers (Piezowandlers) und einer Schwingschaltung ein angenehmer und in einfacher Weise in seiner Lautstarke und in seiner Frequenz abstimmbarcr Γ011 erzeugt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines akustischen Rufsignals in Endstellen von Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mittels einer Schwingschaltung und eines elektroakustischer! Wandlers, der mit einem Piezoelement behaftet ist, von der durch eine Gleichspannung oder durch die gleichgerichtete Rufspannung gespeisten Schwingschaltung zum Schwingen angeregt wird und mit seiner Resonanzfrequenz weiterzuschwingen versucht, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dein elektroakustischen Wandler (W) parallelgeschaltete, diesen zum Schwingen anregende Schwingschaltung (S) so ausgelegt ist, daß ihre Schwingfrequenz (f\) wesentlich unterhalb der Eigsn- bzw. Resonanzfrequenz (f2) des Wandlers (W) liegt und innerhalb eines Frequenzbereiches (f I ± /0) veränderbar ist.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell veränderbarer Widerstand (R 5) in die Speisezuleitung (a) zur Schwingschaltung eingeschaltet ist.

J. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (W₁Jein dynamischer Wandler ist.