DE29614668U1

DE29614668U1 - Hands-free unit for mobile phones

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Priority date: 1996-08-24
Filing date: 1996-08-24
Publication date: 1996-11-14
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Description

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Freisprecheinheit für Mobiltelefone (Handys) - Besehreibung - Hands-free unit for mobile phones (cell phones) - Description -

Die Erfindung betrifft eine Freisprecheinheit für Mobiltelefone (Handys) mit Handy-Halterung und Handyverbindungskabel, Mikrofon mit Mikrofonverstärker, Lautsprecher mit Lautsprecherverstärker, Ladeschaltung für die Handy-Batterie sowie eine Stromversorgungseinheit mit der Abgabe einer Referenzspannung, wobei die Freisprecheinheit insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug und zum Anschluß an dessen Bordelektrik vorgesehen ist.The invention relates to a hands-free unit for mobile phones (cell phones) with a cell phone holder and cell phone connection cable, microphone with microphone amplifier, loudspeaker with loudspeaker amplifier, charging circuit for the cell phone battery and a power supply unit with the output of a reference voltage, the hands-free unit being intended in particular for installation in a motor vehicle and for connection to its on-board electrical system.

Die steigende Verbreitung von Mobiltelefonen führt zu der Überlegung, diese Geräte anstelle fest eingebauter Funktelefone in Kraftfahrzeugen zu benutzen. Dem steht an sich nichts im Wege, jedoch bedeutet Telefonieren mit den üblichen Handapparaten eine Gefährdung des Straßenverkehrs. Aus diesem Grund wurden Freisprecheinheiten zum Einbau in Kraftfahrzeuge entwickelt, die beim Eintreffen eines Telefonates oder bei Tätigen eines Anrufes aktiviert werden und Sprechen und Hören gestatten, ohne daß das Handy aus seiner Halterung genommen werden muß. Das gesprochene Wort wird von einem Mikrofon aufgenommen und nach geeigneter Verstärkung dem in der Halterung abgelegten Handy zugeleitet. Die eingehenden Antworten werden vom abgelegten Handy über einen Verstärker mit einer Leistungs-Ausgangsstufe auf einen Lautsprecher gegeben und von diesem als Schall abgestrahlt, so daß die Antwort im Kraftfahrzeug verstanden werden kann. Daneben erfolgt von der Freisprecheinheit auch das Nachladen der Batterie/des Akkus des Handy's und es wird bei Anruf das Autoradio, sofern es eingeschaltet ist, stumm geschaltet.The increasing popularity of mobile phones has led to the idea of using these devices instead of built-in cell phones in vehicles. There is nothing to prevent this, but making calls using the usual handsets is a danger to road traffic. For this reason, hands-free units have been developed for installation in vehicles. These are activated when a call comes in or when a call is made and allow speaking and listening without the mobile phone having to be removed from its holder. The spoken word is picked up by a microphone and, after suitable amplification, sent to the mobile phone placed in the holder. The incoming replies are sent from the mobile phone placed in the holder via an amplifier with a power output stage to a loudspeaker and emitted as sound so that the reply can be understood in the vehicle. The hands-free unit also recharges the battery of the mobile phone and mutes the car radio when a call is received, provided it is switched on.

Diese Freisprecheinheiten sind dabei immer auf eine bestimmte Art eines Handys ausgelegt und an dieses angepaßt, so daß für jedes Handy (abgesehen von baugleichen Typen) eine spezifische Freisprecheinheit benötigt wird. Nun kommt es mit dem Anstieg der Zahl der Benut-These hands-free units are always designed and adapted to a specific type of mobile phone, so that a specific hands-free unit is required for each mobile phone (apart from identical types). Now, with the increase in the number of users,

Heinz-Thomas Kroos .*'..** .**· JaeVauen'sfmlsteranmeldung v. 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück ·* ·**; * · ·;**:* "·; T'iUnser Zeichen: UFSE 12.2 05250-59 69 Heinz-Thomas Kroos .*'..** .**· Registration dated 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück ·* ·**; * · ·;**:* "·; T'iOur reference: UFSE 12.2 05250-59 69

zer von Handys vor, daß in einem Kraftfahrzeug verschiedene Handy¹ s an einer Freisprecheinrichtung zum Einsatz kommen sollen und dies durch die Spezifizität der eingebauten Freisprecheinrichtung nicht möglich ist. Außerdem kommt es vor, daß ein Fahrer eines mit einer spezifischen Freisprecheinrichtung ausgestatteten Fahrzeuges ein neues Handy erwirbt und somit gezwungen ist eine neue spezifische Freisprecheinrichtung zu erwerben und einzubauen, um weiterhin ein sicheres Telefonieren im Freisprechmodus beim Autofahren zu ermöglichen. In the case of mobile phone manufacturers, it is possible that different ^mobile phones are to be used in a motor vehicle with a hands-free system, but this is not possible due to the specific nature of the installed hands-free system. It also happens that a driver of a vehicle equipped with a specific hands-free system purchases a new mobile phone and is thus forced to purchase and install a new specific hands-free system in order to continue to enable safe phone calls in hands-free mode while driving.

Durch diese Mangel der bisherigen spezifischen Freisprecheinrichtungen entstand das Bedürfnis eine universelle Freisprecheinrichtung zu schaffen. Hier setzt die Neuerung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Freisprecheinheit derail weiterzubilden, daß diese Nachteile überwunden werden und die Freisprecheinheit wirtschaftlich herstellbar und verwendbar ist, und daß ihre Anpaßbarkeit an die unterschiedlichsten Handy-Typen vorteilhaft gegeben ist.Due to these shortcomings of the previous specific hands-free devices, the need arose to create a universal hands-free device. This is where the innovation comes in, which is based on the task of developing a hands-free unit in such a way that these disadvantages are overcome and the hands-free unit can be produced and used economically, and that its adaptability to the most diverse types of cell phone is advantageous.

Diese Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.This problem is solved by the features of the main claim; advantageous further developments and preferred embodiments are described in the subclaims.

Um verschiedene Handys an derselben Freisprecheinheit zu betreiben, bedarf es im wesentlichen der Anpassung von 4 Betriebsparametern.·In order to operate different mobile phones on the same hands-free unit, it is essentially necessary to adjust 4 operating parameters.

1. Lautsprecherlautstärke:1. Speaker volume:

Verstärkung der Lautsprecherendstufe in der FreisprecheinheitAmplification of the loudspeaker amplifier in the hands-free unit

2. Mikrophonempfindlichkeit:2. Microphone sensitivity:

Verstärkung des Mikrofonverstärkers in der FreisprecheinheitAmplification of the microphone amplifier in the hands-free unit

3. Ladespannung:
Spannungs/Stromverhalten der Batterieladeeinheit3. Charging voltage:
Voltage/current behavior of the battery charger

4. Entstörung:4. Elimination:

Herausfiltern von elektrischen Störgrößen in SignalleitungenFiltering out electrical interference in signal lines

Heinz-Thomas Kroos ,·■·, ,** .**. SiVaucnstmisteranmeldung v. 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück ** &Ggr;: * &idigr; &idigr; &Ggr;*&iacgr; * ***! &Ggr;'!Unser Zeichen: UFSE 12.2 05250-59 69 " Heinz-Thomas Kroos ,·■·, ,** .**. Registration of the master craftsman dated 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück ** &Ggr;: * &idigr;&idigr;&Ggr;*&iacgr; * ***! &Ggr;'!Our reference: UFSE 12.2 05250-59 69 "

Für eine Anpassung an obige Betriebsparameter sind zwei Möglichkeiten gegeben: Zum einen ist eine Spannungssteuerung möglich, zum anderen eine Anpassung durch Wahl von unterschiedlichen Widerstandswerten.There are two options for adapting to the above operating parameters: Firstly, voltage control is possible, and secondly, adaptation by selecting different resistance values.

Die Anpassbarkeit durch Spannungssteuerung wird erreicht durch die Ausbildung der Mikrofonverstärker-Eingangsstufe und der Lautsprecherverstärker-Eingangssrufe als spannungsregelbare Verstärkerstufen sowie durch Ausbildung des Treibers der Ladeschaltung als spannungsregelbare Treiberstufe, so daß die Betiebsparameter 1.-3. an unterschiedliche Handy-Typen angepaßt werden können.Adaptability through voltage control is achieved by designing the microphone amplifier input stage and the loudspeaker amplifier input stages as voltage-adjustable amplifier stages and by designing the driver of the charging circuit as a voltage-adjustable driver stage, so that the operating parameters 1.-3. can be adapted to different mobile phone types.

Die Anpassbarkeit durch Widerstandswerte wird dadurch erreicht, daß analoge Signale durch in Reihe geschaltete Widerstände abgeschwächt werden können. Hiermit ist eine Anpassbarkeit der Betriebsparameter 1 .-4. gegeben.The adaptability through resistance values is achieved by the fact that analog signals can be attenuated by resistors connected in series. This allows the adaptability of the operating parameters 1 - 4.

Neben diesen 4 Betriebsparametern ist es notwendig, jedes Handy zum Betrieb an einer Freisprecheinheit in den sogenannten Freisprechmodus zu schalten. Dieses Freischalten geschieht auf individuelle Art und Weise je nach benutztem Handy-Typ. Dieses kann z. B. sein: Eine serielle Kommunikation zwischen Handy und Freisprecheinheit durch Mikrocontroller oder durch bestimmte Spannungspegel auf einer Initialisierungsleitung des Handys.In addition to these 4 operating parameters, it is necessary to switch each cell phone to the so-called hands-free mode for operation with a hands-free unit. This activation takes place in an individual manner depending on the type of cell phone used. This can be, for example: Serial communication between the cell phone and the hands-free unit via a microcontroller or through certain voltage levels on an initialization line of the cell phone.

Um die Anpassung selbst für jedes Handy zu erreichen, werden Erkennungsmittel zur Anpassung an das angeschlossene Handy im vielpoligen Anschlußkabel (Handy-Verbindungsakabel / Fig. 03), welches für jedes Handy unterschiedlich ist, eingebracht. Dieses Anschlußkabel wird an den vielpoligen Ausgang der Freisprecheinheit angeschlossen.In order to achieve the adaptation for each cell phone, detection devices for adaptation to the connected cell phone are inserted into the multi-pin connection cable (cell phone connection cable / Fig. 03), which is different for each cell phone. This connection cable is connected to the multi-pin output of the hands-free unit.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß an der Schaltung der Freisprecheinheit selbst keine Anpassungen vorgenommen werden müssen. Es genügt ein Auswechseln des Verbindungskabels. Mit dieser Technik läßt sich eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Freisprecheinheit für eine Anzahl unterschiedlicher Mobiltelefone nutzen, was gerade für Kraftfahrzeuge, die von den verschiedensten Personen benutzt werden, von Vorteil ist.This solution has the advantage that no adjustments need to be made to the circuit of the hands-free unit itself. Simply replacing the connecting cable is sufficient. This technology allows a hands-free unit installed in a vehicle to be used for a number of different mobile phones, which is particularly advantageous for vehicles that are used by a wide variety of people.

Heinz-Thomas Kroos ,*·, ,*· ,··, pteijrauphSmjJiteranmeldung v. 24.08.1996Heinz-Thomas Kroos ,*·, ,*· ,··, pteijrauphSmjJiteranmeldung v. 24.08.1996

Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .* J". . J j .". · '·&diams;· j ",»Unser Zeichen: UFSE 12.2Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .* J". . J j .". · '·&diams;· j ",»Our reference: UFSE 12.2

Die Kennungsmittel sind elektronische Bauteile wie z.B. Widerstände und Brücken. Die Ausgänge der Kennungsmittel werden auf eine Anzahl von Kennungseingängen über den vielpoligen Ausgang der Freisprecheinheit geführt, wobei hiermit die einzelnen Betriebsparameter angepaßt werden. Als Ausgang für die Freisprecheinheit ist ein vielpoliger (15-, 25- oder noch mehrpoliger, aus der Computertechnik bekannter) Steckverbinder vorgesehen, der mit einem Gegenstecker verbindbar ist. Um der Freisprecheinheit die Übergabe der Betriebsparameter für das gerade benutzte Handy zu geben, weist vorteilhaft der Gegenstecker die Kennungsmittel auf. Auch kann vorteilhaft an einen Zwischenstecker als Adapter gedacht werden, der es ermöglicht, die Steuereinheit versteckt zu verbauen und einen schnellen und einfachen Kabelwechsel über dieses kleinere Adapterstück (Zentralbox / Fig.03), welches leicht im Fahrzeuginnenraum angebracht werden kann, vorgenommen werden kann.The identification means are electronic components such as resistors and bridges. The outputs of the identification means are fed to a number of identification inputs via the multi-pin output of the hands-free unit, whereby the individual operating parameters are adjusted. A multi-pin (15-, 25- or even more multi-pin, known from computer technology) connector is provided as the output for the hands-free unit, which can be connected to a mating connector. In order to give the hands-free unit the transfer of the operating parameters for the mobile phone currently being used, the mating connector advantageously has the identification means. It is also advantageous to consider an intermediate plug as an adapter, which enables the control unit to be installed in a hidden manner and a quick and simple cable change to be carried out via this smaller adapter piece (central box / Fig.03), which can easily be installed in the vehicle interior.

Als weitere vorteilhafte Ausbildung der Kennungsmittel zur Übergabe der Betriebsparameter eignen sich alle festen oder einstellbaren Brücken und Widerstände, mit denen die Referenzspannung auf den Kennungseingang zurückgeführt werden kann. Solche Brückenelemente sind beispielsweise Steckbrücken; aber auch Jumper oder einstellbare DIP-Schalter.A further advantageous design of the identification means for transferring the operating parameters is to use all fixed or adjustable bridges and resistors with which the reference voltage can be fed back to the identification input. Such bridge elements are, for example, plug-in bridges; but also jumpers or adjustable DIP switches.

Die Steuerspannungen für die spannungsgesteuerten Verstärkerstufen und für die Ladeschaltung werden über Spannungsteilerschaltungen unterschiedlicher Teilerverhältnisse gewonnen, wobei jeder Steuereingang der spannungsgesteuerten Verstärkerstufen und der Ladeschaltung mit einer über einen Ableitwiderstand gegen Masse abgeschlossenen Steuerleitung verbunden ist, die über das Netzwerk der unterschiedlichen Dioden/Widerstandskombinationen eine Handy-typische Steuerspannung erhalten, die vom Teilerverhältnis des Widerstandes im aktiven Zweig der Kennungseingänge bestimmt ist, wobei die Dioden in den nicht aktiven Zweigen diesen Spannungspegel nicht zusammenbrechen lassen.The control voltages for the voltage-controlled amplifier stages and for the charging circuit are obtained via voltage divider circuits with different divider ratios, whereby each control input of the voltage-controlled amplifier stages and the charging circuit is connected to a control line that is terminated to ground via a bleeder resistor, which receives a control voltage typical of a cell phone via the network of different diode/resistor combinations, which is determined by the divider ratio of the resistor in the active branch of the identification inputs, whereby the diodes in the non-active branches do not allow this voltage level to collapse.

Die dem Steuereingang des Lautsprecherverstärkers zugeordnete Steuerleitung ist vorteilhaft über einen Schaltwiderstand mit Masse derart verbunden,, daß eine mit einem Telefongespräch verbundene Pegeländerung den Schaltwiderstand unter Spannung setzt, wobei der Steuereingang derart eingerichtet ist, daß die Verstärkung bei einem &ldquor;NulP'-Pegel am Steuer-The control line associated with the control input of the loudspeaker amplifier is advantageously connected to ground via a switching resistor in such a way that a level change associated with a telephone call energizes the switching resistor, the control input being set up in such a way that the amplification at a "zero" level at the control

Heinz-Thomas Kroos .*·, ,·&diams; .*·, ^efctraucffeindSteranrneldung v. 24.08.1996Heinz-Thomas Kroos .*·, ,·&diams; .*·, ^efctraucffeindStar registration dated 24.08.1996

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eingang unterdrückt ist. Durch diese Schaltung wird erreicht, daß der Lautsprecher nur dann aktiv ist, wenn ein Gespräch geführt wird.input is suppressed. This circuit ensures that the loudspeaker is only active when a conversation is taking place.

Um eine Übertragung von Störungen auf den Lautsprecher zu unterbinden, wird vorteilhaft eine zur Lautsprecher-Eingangsleitung z.B. parallel verlaufende, an Handy-Masse angeschlossene Kompensationsleitung geführt, die die zu unterdrückenden Störsignale gleichtaktig aufnimmt. Die Lausprecher-Eingangsleitung und die Kompensationsleitung gehen auf die beiden Eingänge eines Operationsverstärkers, der als Differenzenverstärker geschaltet ist. Wegen der Gleichtaktigkeit gehen bei der Subtraktion die Störungsanteile unter, während die Signalanteile voll erhalten bleiben.In order to prevent interference from being transmitted to the loudspeaker, it is advisable to have a compensation line that runs parallel to the loudspeaker input line, for example, and is connected to the cell phone ground. This line receives the interference signals to be suppressed in the same mode. The loudspeaker input line and the compensation line go to the two inputs of an operational amplifier that is connected as a differential amplifier. Due to the common mode, the interference components are lost during subtraction, while the signal components are fully retained.

Um ein ständiges Laden und ständiges Anliegen einer Spannung an der Freisprecheinrichtung nach Ausschalten der Zündung im Fahrzeug zu vermeiden, steuert ein Mikrocontroller vorteilhaft die Stromversorgung der Freisprecheinrichtung zeitabhänig. Durch den Zündungsanschluß wird eine Zeitschaltung aktiviert, die nach Abschalten der Zündung zeitverzögert die FreisprecheinheitIn order to avoid constant charging and constant voltage on the hands-free system after the ignition in the vehicle is switched off, a microcontroller advantageously controls the power supply of the hands-free system in a time-dependent manner. The ignition connection activates a timer that switches on the hands-free unit with a time delay after the ignition is switched off.

Oft besteht bei Fahrer das Bedürfnis nicht im Freisprechbetrieb zu telefonieren (z.B. bei vertraulichen Gesprächen bei einer Fahrt mit Beifahrern oder bei zu hohen Außengeräuschen.), sondern mit Hilfe eines Hörers zu telefonieren (Privatgespräch). Um dieses Problem zu lösen bietet diese Freisprecheinrichtung zwei Möglichkeiten. Eine Lösung besteht darin, daß das Handy als Telefonhörer dient. Dabei wird über einen Schalter in der Telefonhalterung ein Signal auf eine Eingangsleitung der Freisprecheinrichtung gegeben, so daß der Mikrocontroller das Herausnehmen des Handys erkennt und in den sogenannten Privatgesprächsmodus umschaltet, d. h. Lautsprecher und Mikrofon werden stummgeschaltet und dem Telefon elektrisch signalisiert, daß es nicht mehr im Freisprechmodus arbeiten soll. Beim Setzen des Telefons in die Telefonhalterung wird der Schalter erneut aktiviert und die Freisprecheinrichtung und das Telefon schaltet wieder in den Freisprechbetrieb. Eine zweite Lösung besteht darin, daß statt der Nutzung des Mobiltelefons als Handhörer ein zusätzlicher Handhörer (Zweithörer / Fig.03) für das Privatgespräch zu nutzen. Die Umschaltung erfolgt hierbei durch einen Freisprecheinheit-internen Umschalter (z.B. ein Relais). Hier wird der Lautsprecheraus-Drivers often do not want to use hands-free mode (e.g. for confidential conversations when driving with passengers or when there is too much outside noise), but rather use a handset (private conversation). To solve this problem, this hands-free system offers two options. One solution is to use the cell phone as a handset. A switch in the phone holder sends a signal to an input line of the hands-free system so that the microcontroller detects that the cell phone has been removed and switches to the so-called private conversation mode, i.e. the loudspeaker and microphone are muted and the phone is electrically signaled that it should no longer work in hands-free mode. When the phone is placed in the phone holder, the switch is activated again and the hands-free system switches back to hands-free mode. A second solution is to use an additional handset (second handset / Fig.03) for private conversations instead of using the cell phone as a handset. The switching is carried out by a switch inside the hands-free unit (e.g. a relay). This is where the loudspeaker output is

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gang und der Mikrofoneingang auf einen separaten Ausgang geschaltet. Dort wird der Zweithörer angeschlossen.output and the microphone input are switched to a separate output. The second earpiece is connected there.

Dadurch daß die Telefonhalterung mit dem Telefon meist nicht in Augenhöhe des Fahrers angebracht werden kann ist die Verkehrssicherheit beim Wahlvorgang durch den Blick auf das Display des Handys nicht gewährleistet. Um die Verkehrssicherheit herzustellen kann vorteilhaft eine Steuerung des Wahlvorganges über die Freisprecheinrichtung durch den Mikrocontroller übernommen werden. Dies ermöglicht den vorteilhaften Anschluß einer externen Tastatursteuerung, die z.B. direkt am Lenkrad angebracht werden kann, oder ermöglicht eine Integration einer Sprachsteuerung.Because the phone holder with the phone cannot usually be attached at the driver's eye level, road safety is not guaranteed when dialing by looking at the phone's display. In order to ensure road safety, the dialing process can be controlled via the hands-free system using the microcontroller. This enables the advantageous connection of an external keyboard control, which can be attached directly to the steering wheel, for example, or enables the integration of voice control.

Das Wesen der Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigtThe essence of the invention is explained in more detail using the embodiment shown in the figure;

Fig. 01:Fig.01:

Wirkschaltbild der Freisprecheinheit (Schemaschaltung):Spannungsversorgung, Batterieladeschaltung, Steuerschaltung, Verstärkerschaltung, AnschlüsseWiring diagram of the hands-free unit (schematic circuit): Power supply, battery charging circuit, control circuit, amplifier circuit, connections

Fig. 01 A:Fig. 01 A:

Wirkschaltbild (Schemaschaltung) SteuerteilWiring diagram (schematic circuit) control section

Fig. 01 B:Fig. 01 B:

Wirkschaltbild (Schemaschaltung) VerstärkerteilWiring diagram (schematic circuit) amplifier section

Fig. 01 C:Fig. 01 C:

Wirkschaltbild (Schemaschaltung) Spannungsversorgung und BatterieladeteilWiring diagram (schematic circuit) power supply and battery charger

Fig. 02:Fig.02:

Anschlußschaltbild Mobiltelefon Miniaturplatine im Steckergehäuse.Connection diagram of mobile phone miniature circuit board in the connector housing.

Fig. 03:Fig.03:

Übersichtsbild der Freisprecheinheit-KomponentenOverview of the hands-free unit components

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Die Schaltbilder zeigen schematisch das Zusammenwirken der einzelnen Baukomponenten. Angeschlossen ist die Einheit über den Verbindungsstecker Sl an die Bordelektronik des Fahrzeuges, deren Eingangsspannung der Spannungsversorgung zugeführt wird, in der in üblicher Weise eine Diode als Verpolungsschutz und ein Filter Fl zur Störunterdrückung vorgesehen sind. Dabei ist die Aufgabe des Filters in der Spannungsversorgung lediglich das Ausfiltern der von der Regelung der Lichtmaschine und - bei Otto-Motoren - der Zündanlage herrührenden Störungen. Der Schalter T2 dient der Selbsthaltung der Spannungsversorgung bei abgeschalteter Zündung. Dieses geschieht für eine vom Mikrocontroller vorgegebene Zeit. Danach schaltet sich die gesamte Freisprecheinheit aus. Der nachgeschaltete Spannungsregler ICl liefert eine stabilisierte Referenzspannung von +5V, die für die (unten zu besprechende) Steuerung benötigt wird; darüber hinaus steht sie auch für die Spannungsversorgung des Milcrocontrollers zur Verfugung.The circuit diagrams show the interaction of the individual components schematically. The unit is connected via the connector Sl to the vehicle's on-board electronics, the input voltage of which is fed to the power supply, which usually contains a diode as reverse polarity protection and a filter Fl to suppress interference. The filter in the power supply is only responsible for filtering out interference from the control of the alternator and - in the case of petrol engines - the ignition system. The switch T2 is used to hold the power supply when the ignition is switched off. This happens for a time specified by the microcontroller. The entire hands-free unit then switches off. The downstream voltage regulator ICl supplies a stabilized reference voltage of +5V, which is required for the control (discussed below); it is also available for the power supply of the microcontroller.

Die gefilterte Spannung wird als Versorgungsspannung (hier als +10-15V angegeben) ausgegeben. Die weiteren Anschlüsse des Verbindungssteckers Sl betreffen die Stummschaltung des Radios, dessen Tonabgabe während des Telefonierens unterdrückt sein soll, sowie der Anschluß für die Zündung.The filtered voltage is output as supply voltage (here specified as +10-15V). The other connections of the connector Sl concern the muting of the radio, whose sound output should be suppressed during telephone calls, as well as the connection for the ignition.

Der Spannungsversorgung zugeordnet ist ein Batterieladeteil, mit dem die internen Akkus der Handy's aufgeladen und gehalten werden. Die (ungeregelte) Spannung von +10-15V wird an das Batterieladeteil abgegeben, das mittels einer integrierten Schaltung IC2 die für den Akkumulator des angeschlossenen Handy's die Spannung umformt. Hier ist eine Anpassung an den angeschlossenen Handy-Typ notwendig, da die Ladebedingungen von Handy zu Handy unterschiedlich sind. Diese Anpassung erfolgt über die Widerstände R31 bis R34, deren Ausgänge auf den Steuereingang der integrierten Schaltung IC2 gehen, die ihrerseits über den Ableitwiderstand R30 an Masse liegt. Auf diese Anpassung wird im Zusammenhang mit dem Steuerteil näher eingegangen. Das Batterieladeteil ist ein Schaltnetzteil mit Strombegrenzung, dessen Ausgansspannung zwischen 2V und 10V liegt und dessen maximaler Ausgangsstrom mit 0,5 A ausgelegt ist. Eine im Ausgang liegende Diode verhindert Entladungen über den Ausgang des Batterie-Ladeteils, der über den Stecker S4 auf das Handy geführt ist.A battery charger is assigned to the power supply, which is used to charge and maintain the internal batteries of the cell phones. The (unregulated) voltage of +10-15V is supplied to the battery charger, which converts the voltage for the battery of the connected cell phone using an integrated circuit IC2. Here, an adjustment to the type of cell phone connected is necessary, as the charging conditions vary from cell phone to cell phone. This adjustment is made via the resistors R31 to R34, whose outputs go to the control input of the integrated circuit IC2, which in turn is connected to ground via the bleeder resistor R30. This adjustment is discussed in more detail in connection with the control part. The battery charger is a switching power supply with current limitation, whose output voltage is between 2V and 10V and whose maximum output current is designed for 0.5 A. A diode in the output prevents discharges via the output of the battery charger, which is connected to the mobile phone via connector S4.

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Ein externen Handhörer kann an den Stecker S5 angeschlossen werden. Bei Betätigung des Handhörers wird durch einen Schalter die Aktivierungsleitung mit +1-2V verbunden und das Relais (Xl) schaltet Mikrofon- und Lautsprecherleitungen auf den Handhörer um. Der Stecker S5 kann ebenfalls als einfacher Schaltereingang dienen, um das Handy in den Privat-Sprechmodus zu schalten. Dort kann z.B. ein Schalter an der Handy-Halterung angebracht werden, um das Herausnehmen das Handys aus der Halterung festzustellen. Der Mikrocontroller (IC4) schaltet dann das Handy in den Privatgesprächs-Modus.An external handset can be connected to the S5 connector. When the handset is activated, a switch connects the activation line to +1-2V and the relay (Xl) switches the microphone and speaker lines to the handset. The S5 connector can also be used as a simple switch input to switch the cell phone to private talk mode. For example, a switch can be attached to the cell phone holder to detect when the cell phone is removed from the holder. The microcontroller (IC4) then switches the cell phone to private talk mode.

Um Mikrofon und Lautsprecher, die über die Steckverbinder S2 und S3 angeschlossen werden, an der Freisprecheinheit betreiben zu können, ist ein Verstärkerteil mit einem Mikrofonverstärker IC3 vorgesehen. Das Eingangssignal kommt von Stecker S2, der mit einem Mikrofon verbunden wird.In order to be able to operate the microphone and loudspeaker, which are connected via connectors S2 and S3, on the hands-free unit, an amplifier section with a microphone amplifier IC3 is provided. The input signal comes from connector S2, which is connected to a microphone.

Der Lautsprecherverstärker ist folgendermaßen aufgebaut: Die Vorverstärkerstufe IC5 wird von einem Differenzverstärker gebildet, an dessen einem Eingang das über den Haupt-Stecker S4 kommende Signal des Handy's anliegt, während an dem anderen Eingang eine parallel zu der Signalader geführte auf Masse liegende Kabelader mit eingeschleift wird. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Signalleitung und diese Masseleitung Störsignale im Gleichtakt aufnehmen, so daß der als Differenzen-Verstärker geschaltete Lautsprechervorverstärker IC5 das Störsignal eliminiert. Der Ausgang dieses Lautsprechervorverstärkers IC5 geht auf den Eingang eines spannungsgesteuerten Verstärkers IC6 mit (relativ) hoher Ausgangsleistung, der über eine Steuerspannung in seiner Ausgangsamplitude geregelt werden kann. Der spannungsgesteuerte Verstärker IC6 wird mit einer Steuerspannung versorgt, die von den Widerständen RIl bis Rl 3 gebildet wird, wobei diese so eingestellten Steuerspannungen auf den Steuereingang des Verstärkers IC6 gegeben wird, der seinerseits über den Ableitwiderstand RIO an Masse liegt; dabei sind die Steuerspannungen so abgestimmt, daß der dem betreffenden Handy zuzuordnende Ausgangspegel erreicht wird.The loudspeaker amplifier is constructed as follows: The preamplifier stage IC5 is formed by a differential amplifier, one input of which receives the signal from the cell phone coming through the main connector S4, while the other input has a cable wire connected to ground that is parallel to the signal wire. It is assumed that the signal wire and this ground wire pick up interference signals in common mode, so that the loudspeaker preamplifier IC5, which is connected as a differential amplifier, eliminates the interference signal. The output of this loudspeaker preamplifier IC5 goes to the input of a voltage-controlled amplifier IC6 with (relatively) high output power, whose output amplitude can be regulated via a control voltage. The voltage-controlled amplifier IC6 is supplied with a control voltage formed by the resistors RIl to Rl 3, whereby these control voltages, which are set in this way, are fed to the control input of the amplifier IC6, which in turn is connected to ground via the bleeder resistor RIO; the control voltages are adjusted in such a way that the output level assigned to the relevant mobile phone is achieved.

Das Wesentliche an der Lautstärkeregelung ist die geregelte Referenzspannung von +5V des Spannungsreglers ICl, die über einen Anschluß am Haupt-Stecker S4 der Freisprecheinheit ausgegeben wird. Dieser Anschluß wird über eine Brücke auf unterschiedliche AnschlüsseThe key to the volume control is the regulated reference voltage of +5V from the voltage regulator ICl, which is output via a connection on the main connector S4 of the hands-free unit. This connection is connected to different connections via a bridge

Heinz-Thomas Kroos ,·*, .·* ,". ,(SfeJprau^Tsrausteranmeldung v. 24.08.1996Heinz-Thomas Kroos ,·*, .·* ,". ,(SfeJprau^Tsrausteranmeldung v. 24.08.1996

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dieses Steckers S4 zurück geführt, wobei der gewählte Anschluß und der eingesetzte Handy-Typ zueinander korrespondieren. Das heißt, die für den eingesetzten Handy-Typ bestimmte Eingangsleitung des Steuerteils erhält über die Brücke die Referenzspannung von +5V. Diese Eingangsleitungen verzweigen über Dioden-Widerstands-Kombinationen DIl bis D13 mit Rl 1 bis R13 sowie. D31 bis D33 mit R31 bis R34 für die Steuerspannungen für Batterieladeteil IC2 und Lautsprecher-Verstärker IC6. Somit erhalten die Steuerspannungseingänge von Schaltnetzteil bzw. der spannungsgesteuerte Verstärker für den Lautsprecher einen bestimmten Spannungspegel, der gegeben ist durch das Widerstandverhältnis RIO bzw. R30 zu einem der Widerstände R11-R14 bzw. R31-R34 je nach Schaltzustand des eingeschalteten Steuerspannungs-Widerstandes zum Ableitwiderstand in dem betreffenden Teil. Diese Pegel sind dabei für die meisten Handy-Typen charakteristisch und genügend.of this connector S4, whereby the selected connection and the type of mobile phone used correspond to one another. This means that the input line of the control part intended for the type of mobile phone used receives the reference voltage of +5V via the bridge. These input lines branch via diode-resistor combinations DIl to D13 with Rl 1 to R13 and D31 to D33 with R31 to R34 for the control voltages for the battery charger IC2 and loudspeaker amplifier IC6. The control voltage inputs of the switching power supply or the voltage-controlled amplifier for the loudspeaker thus receive a certain voltage level, which is given by the resistance ratio RIO or R30 to one of the resistors R11-R14 or R31-R34 depending on the switching state of the switched-on control voltage resistor to the bleeder resistor in the relevant part. These levels are characteristic and sufficient for most mobile phone types.

Eine Besonderheit ist bei dem Lautsprecher - Ausgangverstärker IC6 gegeben, der zur Vermeidung eines allgemeinen &ldquor;Brumm¹ s" stumm geschaltet wird. Dazu wird der Pegel der Steuerspannung über die angeschlossene Diode D20 gegen Null gezogen, solange an den Eingängen &ldquor;Nicht-Pegel" bzw. &ldquor;Pegel" keine Pegeländerung eingetreten ist, die das nachgeschaltete ODER Glied IC 8 umschaltet, so daß der Transistor TRl hochohmig wird und der Kontrollspannungs-Pegel am Eingang durchgreifen kann. Auch hier sind die einzelnen Handy-Typen unterschiedlich, während die einen ein &ldquor;high"-Pegel bei Anruf abgeben, geben andere in diesem Fall ein &ldquor;iow"-Pegel ab. Beide Möglichkeiten werden von den Pegeleingängen berücksichtigt, wobei das Invertierglied IC7 dafür sorgt, daß am Eingang des Oder-Gliedes IC9 ohne Anruf gleiche Pegel vorhanden sind. Die Selektion der Pegeleingänge erfolgt über die Brücken J20 und J21 in Fig.2. Erfolgt ein Anruf, führt eine Leitung einen anderen Pegel, so daß das Oder-Glied IC9, wie beschrieben, durchschaltet. Gleichzeitig schaltet der Transistor TRl dessen Kollektor auf die (nicht immer vorhandene) Radio-Stummschaltung gegeben ist, das Radio bleibt für die Dauer des Gesprächs &ldquor;stumm".A special feature is the loudspeaker output amplifier IC6, which is muted for ¹ s to avoid a general "hum". To do this, the level of the control voltage is pulled to zero via the connected diode D20 as long as no level change has occurred at the "non-level" or "level" inputs, which switches the downstream OR element IC 8 so that the transistor TR1 becomes high-impedance and the control voltage level can pass through at the input. Here too, the individual mobile phone types are different; while some give a "high" level when a call is made, others give a "low" level in this case. Both possibilities are taken into account by the level inputs, with the inverter element IC7 ensuring that the same level is present at the input of the OR element IC9 without a call. The level inputs are selected via the bridges J20 and J21 in Fig.2. If a call is made, a line has a different level, so that the OR gate IC9 switches through as described. At the same time, the transistor TR1 switches, the collector of which is connected to the (not always present) radio mute switch, the radio remains "mute" for the duration of the call.

Weiter enthält das dargestellte Steuerteil eine CPU IC4, gedacht für spezielle steuernde Aufgaben. Dieses ist z.B.:The control unit shown also contains a CPU IC4, intended for special control tasks. This is e.g.:

- ein serieller Hand-Shake-Betrieb, der bei einigen Handy-Typen benötigt wird.- a serial handshake operation required by some mobile phone types.

Heinz-Thomas Kroos ,··, ,«» «'% ,(SteJbraucJlisraftsteranmeldung v. 24.08.1996Heinz-Thomas Kroos ,··, ,«» «'% ,(Tax driver registration dated 24.08.1996

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- Erkennung des vom Benutzer ge wollten Privatgespräches und Umschaltung des Handys aus dem Freisprechmodus in den Privatgesprächs-Modus.- Recognition of the private call desired by the user and switching the mobile phone from hands-free mode to private call mode.

- Steuerung der Selbsthaltung nach abgeschalteter Zündung.- Control of self-holding after ignition is switched off.

Wesentlich für das Funktionieren dieser Schaltung ist, daß die Widerstandskombination in den KontroUspannungs-Zuführungen korrespondierend zu dem Handy-Typ gewählt sind. Falls die Einstellmöglichkeiten über die Wahl von Brücken nicht ausreichend sind, so können ebenfalls die Betriebsparameter Lautstärke des Lautsprechers, Entstörung, Lautstärke des Mikrofons und Ladespannung über die Widerstände R30...R33 eingestellt werden. Der Anschluß von R33 wurde in Fig. 2 Batterietemparatur genannt, da hier üblicherweise ein temparaturabhängiger Widerstand im Telefoninneren angeschlossen wird, der bei Überhitzung des Akkus die Ladespannung verringert.It is essential for the functioning of this circuit that the resistance combination in the control voltage supply is selected to correspond to the type of mobile phone. If the setting options via the selection of bridges are not sufficient, the operating parameters of loudspeaker volume, interference suppression, microphone volume and charging voltage can also be set via resistors R30...R33. The connection of R33 was called battery temperature in Fig. 2, since a temperature-dependent resistor is usually connected here inside the phone, which reduces the charging voltage if the battery overheats.

Es ist dabei selbstverständlich, daß hier vielpolige Steckverbinder zum Einsatz kommen. Die vorteilhaft so gestaltet sind, daß der Ausgangsstecker der Freisprecheinheit über ein Kabel oder über einen Zwischenstecker als Adapter mit dem Halter des Handy" s verbunden wird. Die den Handy-Typ darstellenden Brücken werden entweder im Anschlußstecker des Kabels zui" Freisprecheinheit oder in der Anschlußbuchse des Handy"s an das Kabel oder aber in dem zwischen Anschlußbuchse und Handy-Stecker vorgesehenen Adapter untergebracht. Bei Verwendung eines 15-poligen Steckers (wie hier dargestellt), sind auf diese Weise mindestens 3 Handy-Typen erkennbar, bei Verwendung von 25-poligen Steckverbindern 13, wobei sich die Zahl mit der Polzahl der Steckverbinder erhöht. Weitere Handy-Typen können durch Einbringen von Widerständen auf der Miniaturplatine zur Betriebsparametereinstellung erreicht werden (R30 - R33).It goes without saying that multi-pin connectors are used here. These are advantageously designed so that the output plug of the hands-free unit is connected to the holder of the mobile phone via a cable or via an intermediate plug as an adapter. The bridges representing the mobile phone type are either housed in the connector plug of the cable to the hands-free unit or in the connection socket of the mobile phone on the cable or in the adapter provided between the connection socket and the mobile phone plug. When using a 15-pin connector (as shown here), at least 3 mobile phone types can be recognized in this way, and 13 when using 25-pin connectors, whereby the number increases with the number of pins of the connector. Other mobile phone types can be achieved by adding resistors to the miniature circuit board for setting the operating parameters (R30 - R33).

Durch das Wechseln des Kabels (mit eingebauter Miniaturplatine) können also völlig neue Betriebsparameter eingestellt werden, was die Universalität der Anlage gewährleistet. Zur Komfortsteigerung kann es sinnvoll sein, eine Verlängerung vom Ausgang S4 der Steuereinheit zum Gegenstück am Handy-Verbindungskabel einzusetzen, eine sogenannte Zentralbox.By changing the cable (with built-in miniature circuit board), completely new operating parameters can be set, which ensures the universality of the system. To increase convenience, it may be useful to use an extension from output S4 of the control unit to the counterpart on the mobile phone connection cable, a so-called central box.

Heinz-Thomas Kroos ,*·,," .**. .^eforaucfisrwJsteranrneldung v. 24.08.1996Heinz-Thomas Kroos ,*·,," .**. .^eforaucfirwsteranrmeldung v. 24.08.1996

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Diese dient als Erleichterung zum schnellen Kabel wechsel weil die Zentralbox (Fig. 03) durch kleine Abmaßung leicht im Fahrzeuginnenraum verbaut werden kann.This makes it easier to change cables quickly because the central box (Fig. 03) can be easily installed in the vehicle interior due to its small dimensions.

Claims

Heinz-Thomas Kroos ."..** - .'*. •Seforaacnsmi.isteranmeldung &ngr;. 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .·*!": * I ll'l ' '"Il t '· Our reference: UFSE 12.2 05250-59 69 Hands-free unit for mobile telephones (cell phones) - Protection claims -

1. Hands-free unit for mobile phones (cell phones) with cell phone holder, microphone with microphone amplifier, loudspeaker with loudspeaker amplifier, charging circuit for the cell phone battery, and power supply unit with output of a reference voltage, the hands-free unit being intended for installation in a motor vehicle and for connection to its on-board electrical system or to a 12V power supply unit, characterized by the control unit with a network of resistors (Rl 1-R13), each resistor being assigned to a cell phone type and one of the resistors being connectable to a reference voltage via selection means, and further by a voltage-controlled amplifier (IC 6) for the loudspeaker, the control input of which is connected to ground via a bleeder resistor (RIO) and to which the outputs of the resistors of the network (RIl-Rl 3) are led in such a way that they form a voltage divider together with the bleeder resistor (RIO), the divider voltage of which sets the amplification and further resistance values (R30 for loudspeaker and R31 for microphone) on the miniature circuit board in the plug of the interchangeable mobile phone connection cable, which also make adjustments so that the output level of the loudspeaker amplifier (IC6) and the microphone amplifier (IC3) is adapted to the mobile phone type.

2. Device according to claim 1, characterized by a further network of resistors (R31-R34) in the battery charging part, each of the resistors (R31-R33) being assigned to a mobile phone type and one of the resistors being connectable to the reference voltage via selection means and further by a voltage-controlled charging current generator (IC2) for charging the accumulators of the connected mobile phones, the control input of which is connected to ground via a bleeder resistor (R30), and to which the outputs of the resistors of the network (R31-R34) are connected via blocking diodes (D31-D33) and the resistor

Heinz-Thomas Kroos ,'*..** .*". ^ebraireKsmulteranmeldung v. 24,08.1996

Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .·":":*! &Idigr;l*'· * *"!. !Our reference: UFSE 12.2

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R33 on the miniature circuit board are routed in such a way that, together with the bleeder resistor (R30), they form a voltage divider, the divider voltage of which adjusts the current output of the charging current generator (IC2) so that the charging current is adapted to the batteries of the connected mobile phone.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that plug-in bridges are provided as selection means.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a selector switch is provided as the selection means.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the selection means are arranged in an end plug of the connection cable from the mobile phone to the hands-free unit.

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the selection means are arranged in an adapter plug which cooperates with the end plug of the connection cable of the hands-free unit.

7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the selection means are arranged in an adapter plug which is connected to the holder of the mobile phone.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the "high" or "low" level emitted by the mobile phones during an existing call connection is fed via an "OR" gate to a switching transistor (Tl) and switches this to low resistance during the existing call connection, the level emitted in this case being fed via the on-board connector (Sl) to the radio mute function and, recognized as an existing call connection, causing the radio to be muted.

9. Device according to claim 8, characterized in that a control voltage input of the loudspeaker amplifier (IC6) can be connected to ground via a diode (D20) which is antiparallel to the blocking diodes (DIl-D13) and is connected to the base of the transistor (Tl),

Heinz-Thomas Kroos · j ; _&phgr;# ; ; €^raufhs[^|,%teranmeldung &ngr;. 24.08.1996

Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .'TY' : I : : * *|: I^COurSign: UFSE 12.2

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if the transistor (Tl) is switched to high impedance when there is no call connection.

O.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the loudspeaker amplifier has a preamplifier stage (IC5) designed as a differential amplifier, one input of which is supplied with the useful signal and the interference signal, while the other input receives only the interference signal from a line connected in parallel with the signal line, both interference signals canceling each other out in common mode when a difference is formed.

.Device according to claim 10, characterized in that the interference signal can be adapted in front of the preamplifier stage (IC5) in the useful/interference line by a resistor (R31) and in the interference line by a resistor (R32) in such a way that both interference signals develop towards zero when the difference is formed.

12.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the hands-free unit switches the mobile phones to private conversation mode, ie telephoning via the mobile phone without hands-free mode, via an external command (switch on S5) in a manner adapted to the respective mobile phone and mutes the microphone/loudspeaker of the hands-free unit and reactivates the hands-free mode when the command is terminated.

13. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the microphone and loudspeaker connection of the hands-free unit can be switched by a relay (X1) to an externally connected handset which is the same for each mobile phone type.

H.Device according to one of claims 1-13, characterized in that a microcontroller controls the activation of the mobile phones in the hands-free mode in a manner adapted to the respective mobile phone.

15.Device according to one of claims 1-14, characterized in that a microcontroller detects and activates a desired private call, i.e. a

Heinz-Thomas Kroos .'*,.** .**. GSbraucn'simls'teranmeldung &ngr;. 24.08.1996 Neue Reihe 26, 33129 Delbrück .** &Ggr;*&iacgr; * \ \ '·"'· ' '"I i":Our reference: UFSE 12.2 05250-59 69

Making calls via the mobile phone without hands-free mode is controlled via an external command (switch on S5) in a manner adapted to the respective mobile phone.

1 O.Device according to one of claims 1-15, characterized in that a microcontroller controls the self-maintenance of the power supply of the hands-free unit by means of a software timer.