DE2937922C2

DE2937922C2 -

Info

Publication number: DE2937922C2
Application number: DE2937922A
Authority: DE
Inventors: Klaus Baier; Erwin Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1988-11-24
Also published as: FI74183B; FI802943A; BR8005981A; GR70029B; EP0025955A1; DE2937922A1; AU538420B2; EP0025955B1; JPS5651200A; AU6250980A; AR223549A1; FI74183C; ZA805775B; ATE11478T1

Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Wandler zur Abstrahlung eines Tonrufs mit einer zwischen Lager körpern eingespannten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, insbesondere für Signalgeber von Fernsprechanlagen.

Ein piezoelektrischer Wandler der oben angegebenen Bau art ist durch die DE-PS 19 61 217 bekannt. Wandler dieser Art sind grundsätzlich als Schallgeber oder Schallempfänger verwendbar. Verwendet man diese Wandler als Schallgeber, insbesondere als Signalgeber für Fern sprechgeräte, so ist es erforderlich, bestimmte Maß nahmen zu treffen, um eine hohe Lautstärke zu erzielen.

Bei hochwertigen Wandlern werden Vorkehrungen getroffen, die Resonanzfrequenzen weit außerhalb des für den Fern sprechverkehr interessierenden Frequenzbereiches zu legen, so daß die Bestimmungsgrößen des Schallfeldes und der mechanischen Auslenkung der Wandlerplatte inner halb des interessierenden Frequenzbereiches weitgehend frequenzunabhängig sind. Im Interesse eines möglichst großen Wirkungsgrades kann man bei elektroakustischen Wandlern für Fernsprechzwecke im allgemeinen nicht darauf verzichten, die Einspannung der Wandlerplatte so zu wählen, daß eine oder mehrere Resonanzfrequenzen innerhalb oder in der Nähe des interessierenden Fre quenzbereiches liegen. Um dennoch die Frequenzabhängig keit des elektroakustischen Übertragungsfaktors inner halb eines vorgegebenen Toleranzschemas zu halten, wer den derartige Wandler mit entsprechend abgestimmten Resonatoren gekoppelt, mit deren Hilfe Resonanzspitzen kompensiert werden können.

Werden derartige Wandler als Signalgeber in Fernsprech anlagen eingesetzt, so werden keine Anforderungen an einen gleichmäßigen Frequenzgang gestellt, sondern es können die Resonanzstellen zur Erhöhung des abzustrahlen den Schalles ausgenutzt werden.

Durch die US-PS 39 22 672 ist zwar ein Alarmgerät speziell für Kraftfahrzeuge bekannt, dessen Tonrufwandler von einem Generator angesteuert wird, der je nach dem Objekt, wie nicht angelegte Sicherheitsgurte oder zu hohe Geschwindig keit, Impulse unterschiedlicher Schnelligkeit aussendet, um das Objekt zu unterscheiden. Ein Hinweis, wie der Tonruf wandler mit dem Generator abgestimmt werden soll, ist die ser Durchschrift jedoch nicht entnehmbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wandler und Tonrufoszillator als Ansteuerteil so aufeinander abzu stimmen, daß ein durchdringender, lauter Ruf des Signal gebers erzielbar ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wandler von einem Tonrufoszillator angesteuert wird, der zwei alternierende Signale liefert, deren Frequenzen auf zwei Resonanzfrequenzen des Wandlers abgestimmt sind.

Durch die zwei alternierenden, auf die Resonanzfre quenzen des Wandlers abgestimmten Signale des Tonruf oszillators ist die gewünschte Stärke des Rufes relativ unproblematisch erzielbar.

Es ist zweckmäßig, wenn die eine Resonanzfrequenz durch die von der Wandlerplatte bestimmte Plattenresonanz ge bildet ist.

Die Resonanz der Wandlerplatte wird neben der Stärke und Größe der Wandlerplatte selbst in entscheidendem Maß durch deren Einspannung bestimmt. Die Resonanz kann sich dann maximal ausbilden, wenn die Wandlerplatte in ihrem Randbereich möglichst ungedämpft eingespannt ist, wie dies in vorteilhafter Weise durch die Einspannung der Wandlerplatte in zwei elastischen Lagerkörpern er zielt werden kann.

Die andere Resonanzfrequenz kann in vorteilhafter Weise durch einen Helmholtzresonator bestimmt sein, der vor der schallabstrahlenden Seite der Wandlerplatte angeordnet ist.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, daß die Resonanz frequenz des Helmholtzresonators höher ist als die Reso nanzfrequenz der Wandlerplatte. Durch diese Resonanz frequenz ist die maximal mögliche Lautstärke des Signal gebers bestimmt. Vorteilhaft ist dabei eine geringe Streuung der Frequenz und des Schallpegels.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines piezoelektrischen Signalgebers im Schnitt und

Fig. 2 eine Ersatzschaltung zu der Anordnung nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Signalgeber besteht aus einem Ge häuse 1, in dessen Inneren eine mit einer piezoelek trischen Schicht 2 versehene Wandlerplatte 3 zwischen zwei elastischen Lagerkörpern 4 und 5 angeordnet ist. Durch die Anordnung der Wandlerplatte wird der Wandler in verschiedenen Volumina aufgeteilt, und zwar in einen Rückraum 6 mit dem Volumen V ₃ und der Federung C ₃ und in einen Vorraum 7 mit dem Volumen V ₂ und der Federung C ₂. Nach außen ist eine zylinderförmige Öffnung 8 vor gesehen, die die Helmholtzresonatoröffnung mit ihrer Masse m ₂, ihren Reibungswiderstand r ₂ und der Fläche A ₂ bildet. Die Wandlerplatte 3 weist eine Masse m ₁, eine Federung c ₁ und einen Reibungswiderstand r ₁ auf. Nach außen hin ist der Wandler mit der akustischen Impedanz Z _ak abgeschlossen.

Unter Verwendung der angegebenen Bezeichnungen ist nun in Fig. 2 ein Ersatzschaltbild dargestellt, das sich in folgende Bereiche aufgliedert:

A für den Generator
B für den Wandler
C für den Helmholtzresonator und
D für den akustischen Abschluß Z _ak.

Claims

1. Piezoelektrischer Wandler zur Abstrahlung eines Ton rufes mit einer zwischen Lagerkörpern eingespannten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandler platte, insbesondere für Signalgeber von Fernsprechan lagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler von einem Tonrufoszillator angesteuert wird, der zwei alternierende Signale liefert, deren Frequenzen auf zwei Resonanzfrequenzen des Wandlers abgestimmt sind.

2. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die eine Resonanzfrequenz durch die von der Wandlerplatte (3) bestimmten Plattenresonanz gebildet ist.

3. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Wandlerplatte von zwei elastischen Lagerkörpern (4, 5) in ihrem Randbereich gehalten ist.

4. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die andere Resonanzfrequenz durch einen Helmholtzresonator bestimmt ist, der von der schallabstrahlenden Seite der Wandlerplatte angeordnet ist.

5. Piezoelektrischer Wandler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Helmholtzresonators höher ist als die Resonanzfrequenz der Wandlerplatte.