DE3049811T1 - Electronic tone ringer - Google Patents

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 3049 81 I ;

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Western Electric Company Incorporated EMBREE, M.L. 13/i/-t* New York N.Y. 10038, USA 6/7-1/2

Elektronischer Tonwecker Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Tonwecker und insbesondere einen Tonwecker, der in einer Fernsprechanlage verwendet werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Der übliche elektromechanische Glockenwecker ist die hauptsächliche Signaleinrichtung gewesen, die für viele Jahre in Fernsprechapparaten verwendet worden ist. In den letzten Jahren haben aber aufgrund von Fortschritten auf dem Gebiet der Elektronik als zweckmäßiger angesehene Tonwecker den elektromechanischen Glockenwecker ersetzt. Die Tomvecker liefern ein Signal, das allgemein als angenehmer für das Durchschnittsohr als das Klingeln eines elektromechanischen Glockenweckers angesehen wird. Außerdem v/erden bei Verwendung von Tonweckern die Raumanforderungen auf ein Minimum gebracht. Solche Tonwecker weisen elektronas ehe Schaltungen auf, die auf die üblichen niederfrequenten Rufstromsignale höherer Leistung auf einer FernSprechleitung ansprechen, sowie außerdem einen akustischen Wandler, der ein die Auf-

Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer ^rof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass.. P

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München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. ■ P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass.. Pat.-Anw. bis 1979 ■ G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

merksamkeit erregendes Signal für einen Fernsprechteilnehmer liefert. Ein Beispiel für einen solchen Tonwecker wird

in der US-PS 3 7AO 490 (19. Juni 1973) beschrieben. "■_'■'■

Fernsprechwecker müssen über eine Teilnehmerleitung betrieben werden, deren Länge beträchtlich schwanken kann. Bekannte Tonwecker haben zwar einen höheren Wirkungsgrad als elektromechanische Glockenwecker, sind aber so optimiert, daß sie über Teilnehmerleitungen betrieben werden, die eine bestimmte Länge nicht überschreiten, da die Wecker einen Betriebsspannungsbereich besitzen. Fernsprechanschlüsse mit Weckern erhöhen die Last für die Rufspannung, so daß sich eine weitere Abnahme der zur Verfügung stehenden Spannung ergibt. Demgemäß ist der Wert des für den Tonwecker zur Verfügung stehenden Stroms ein kritischer, empfindlicher Faktor, insbesondere in denjenigen Fällen, in welchen mehrere Teilnehmerapparate an eine Leitung angeschlossen sind. Es ist daher erwünscht, einen Tonwecker zu schaffen, der einen wirksamen Betrieb in einem weiten Bereich von Teilnehmerleitungslängen und den Anschluß mehrerer Nebenstellen an die Fernsprechleitung ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend einem AusfUhrungsbeispiel der Erfindung weist eine Tonweckerschaltung Eingangsanschlüsse zur Aufnahme von Rufstromsignalen, einen elektroakustisehen Wandler zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals und eine Oszillator-Generator-Einrichtung zur Aktivierung des elektroakustischen Wandlers auf, sowie ferner Konstantstromgeneratoron

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zur Betätigung der Oszillator-Generator-Einrichtung und einen Leistungswandler, der unter Ansprechen auf Rufstromsignale an den Eingangsanschlüssen Leistung an die Konstantstromgeneratoren und an den elektroakustisehen Wandler liefert, sowie Bezugsspannungspegel für die Oszillator-Generator-Einrichtung bereitstellt. Die Konstantstromgene-ratoren weisen eine Vielzahl von Transistoren auf, die als Stromspiegel geschaltet sind und deren Emitter über Widerstände mit der einen oder anderen Leitung eines Paares von Ausgangsleitungen des Leistungswandlers verbunden sind.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Oszillator-Generator-Einrichtung einen Kondensator, eine Einrichtung zur Lieferung einer ersten und einer zweiten Bezugsspannung zwecks Bestimmung des Lade- und Entladespannungsbereichs des Kondensators und eine Vielzahl von zueinander in Beziehung stehenden Stromquellen zur Ladung und Entladung des Kondensators und zur Einleitung des Betriebs des Generators mit einer ersten Frequenz auf. ■■ ' ' ·

Kurze Erläuterung der Zeichnung Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines elektronischen Tonweckers mit den hauptsächlichen Schaltungsbauteilen des Weckers und ihren allgemeinen Verbindungen untereinander entsprechend der Erfindung;

Fig. 2 und 3 das Schaltbild eines ins einzelne gehenden Ausführungsbeispiels des elektronischen Tonweckers

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nach der Erfindung; :

Fig. 4 die Zuordnung der Fig. 2 und 3 ;

Fig. 5 eine Oszillator-Signalgenerator-Schaltung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Ins einzelne gehende Beschreibung

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Tonwecker bereitgestellt, dem Leistung unter Verwendung von Konstantstromgeneratoren zugeführt wird, um optimale Güte über einen weiten Bereich von Schleifenlängen und Versorgungsspannungswerten zu erzielen. Transistoren als Konstantstromgeneratoren, die über fest Widerstände vorgespannt sind und deren Emitter keinen Nebenschluß besitzen, liefern einen festen Stromwert unabhängig von der Versorgungsspannung über einen weiten Betriebsbereich. Der Stromwert wird durch die Basisspannung und den Emitterwiderstand eingestellt, und am Kollektor ergibt sich eine hohe Impedanz. Die komplementäre Anschaltung von zwei solchen Generatoren mit einem NPN~Transistor und einem PNP-Transistor an eine Leitung erleichtert die Versorgung der Schaltungselemente des Tonweckers mit einem Konstantstrom und ergibt gleichzeitig eine hohe Impedanz auf beiden Seiten der Schaltungselemente.

Die Tonweckerschaltung weist außerdem eine Fühleinrichtung zur Unterscheidung zwischen gültigen Rufstromsignalen und unerwünschten Störimpulsen auf, ferner eine Oszillator-Generator-Einrichtung zur Speisung eines Ausgangswandlers über eine Ausgangsschaltung, eine frequenzbestimmende Ein-

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richtung zur Änderung der Frequenz der Oszillator-Genera- -..· tor-Einrichtung und einen Leistungwandler zur Bereitstellung einer Rufleistung aus dem Eingangsrufstromsignal. Die : Schaltung ist so organisiert, daß sie sich in Form einer /_ integrierten Schaltung mit einem Minimum von äußeren Bauteilen verwirklichen läßt.

Die Fühleinrichtung unterscheidet zwischen gültigen und ungültigen Rufstromsignalen durch Auswertung der relativen Dauer des Rufstromsignals oberhalb eines festen Spannungspegels. Dies wird erreicht, indem zunächst die Eingangsspannung verglichen und dann integriert wird. Während des Intervalls, zu dem eine einen ersten Spannungsbezugspegel übersteigende Eingangsspannung vorhanden ist, wird ein Kondensator von einer ersten Stromquelle aufgeladen. Im anderen Fall wird er durch eine zv/eite Stromquelle entladen. Wenn die Eingangsspannung durch ein gültiges Rufstromsignal verursacht wird, lädt sich der Kondensator auf eine Spannung auf, die einen zweiten Spannungsbezugspegel übersteigt. Dann wird die Tonweckerschaltung aktiviert,und der Wandler gibt einen Ton ab. Wenn die Eingangsspannung durch einen Wählimpuls oder einen Gabelschalterimpuls verursacht wird, lädt sich der Kondensator nicht ausreichend auf, um den zweiten Spannungspegel zu übersteigen, und der Wandler wird gegen Abgabe eines Tons gesperrt. Normale Rufstromsignale sind also in der Lage, den Tonwecker zu erregen und führen zu einem akustischen Ausgangssignal, während Störungen und Impulse bis zu mehreren 100 V dies nicht können.

Der Oszillator-Generator gestimmt die Frequenz und das Tast-

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verhältnis des Signals, das den Wandler treibt. Stromversorgungsleistung für den Oszillator-Generator wird über Konstantstromgeneratoren aus dem Eingangsrufstromsignal abgeleitet. Eine Amplitudenmodulation des an den Wandler gelieferten Signals wird ebenfalls durch das Eingangsrufstromsignal bereitgestellt. Der Oszillator-Generator weist ein Widerstands-Kondensatorglied auf, das die Frequenz des erzeugten Signals einstellt, während das Tastverhältnis durch das Verhältnis von zwei der Konstantstromgeneratoren bestimmt wird. Die Grundfrequenz des Oszillators ist durch Einstellung des Widerstands- oder Kondensatorwertes veränderbar, wobei das gleiche Tastverhältnis beibehalten wird.

Zur Bereitstellung eines unterscheidbaren Ruftons wird entsprechend der Erfindung in einem bestimmten Betriebszustand die Grundfrequenz des Oszillator-Generators durch die frequenzbestimmende Einrichtung verändert. Die Änderung der Grundfrequenz erfolgt nach einem gebrochenen Verhältnis, beispielsweise dem Verhältnis 5/4 für die negative Halbperiode der Eingangsrufspannung. Dies ergibt die Option für ein Ausgangssignal mit Frequenzverschiebung zusätzlich zum üblichen, amplitudenmodulierten Ausgangssignal.

Das Tastverhältnis bleibt während der Erzeugung des frequenzverschobenen Signals unverändert.

Der Leistungswandler wandelt die Eingangsrufstromsignale in die zur Bereitstellung der Bezugsspannungen für die Schaltung erforderliche Leistung sowie die Leistung für

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die Konstantstromgeneratoren und den elektroakustischen Wandler um. Die Leistung für den elektroakustischen Wandler wird getrennt von der für die Konstantstromgeneratoren geliefert , die wiederum die Stromversorgung für die Bau- -■ teile der Tonweckerschaltung bereitstellt. Die Trennung der.· Leistung für die beiden Teile ermöglicht eine bessere Rege-^ lung der Konstantstromgeneratoren und eine gute Amplitudenmodulation des Wandlersingais.

Fig. 1 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild für einen Tonwecker, der nach den Grundlagen der Erfindung betreibbar ist. Der Tonwecker weist einen Leistungswandler 200 auf, der an ein Paar von Eingangsleitungen 101 und 102 angeschaltet ist, über die Rufstromsignale ankommen. Der Leistungswandler 200 richtet die ankommenden Rufstromsignale gleich und stellt eine Leistungsquelle für den Rest der Tonerzeugungsschaltung dar. Außerdem ist eine Spannungsbegrenzungsschaltung vorhanden, die die maximale Spannung am Rest der Schaltung begrenzt. Darüberhinaus liefert der Leistungswandler 200 Spannung über die Leitung 103 für den Betrieb des elektroakustischen Wandlers 300.

Über die Ausgangsleitungen 104 und 105 des Leistungswandlers 200 ist eine Fühleinrichtung 400 geschaltet, die das Vorhandensein eines gültigen Eingangsrufstromsignals feststellt. Eine Unterscheidung zwischen gültigen Rufstromsignalen und Wählimpulsen oder Gabelschalterstörsignalen wird dadurch getroffen, daß die Eingangssignalspannung einen Bezugsspannungspegel übersteigt.

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An die Leitungen 104 und 105 ist außerdem ein Oszillator-Generator 500 angeschaltet, der das Signal für die Speisung— der Ausgangsschaltung 700 liefert. Die Betriebsfrequenz des' Oszillator-Generators 500 wird durch eine frequenzbestirmnen-: de Einrichtung 600 gesteuert. In einem Betriebszustand gibt·-- die frequenzbestimmende Einrichtung die Möglichkeit, daß der Oszillator-Generator mit einer Grundfrequenz arbeitet, und diese Frequenz wird dem Wandler 300 über die Ausgangsschaltung 700 zugeführt. In einem zweiten Betriebszustand bewirkt die frequenzbestimmende Einrichtung 600, daß der Oszillator-Generator 500 ein frequenzverschobenes Ausgangssignal liefert, das über die Ausgangsschaltung 700 zum Wandler 300 gelangt. In der Ausgangsschaltung 700 ist ein Zwischenspeicher enthalten, der - wenn er durch die Fühleinrichtung 400 betätigt wird - mit einer Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, die durch den Oszillator-Generator 500 bestimmt wird. Wenn die Ausgangsschaltung 700 sowohl durch die Fühleinrichtung 400 als auch den Oszillator-Generator 500 aktiviert ist, stellt sie einen Stromweg vom Wandler 300 über die Leitung 106 zur Leitung 105 her.

In Fig. 2 ist das ins einzelne gehende Schaltbild des Tonweckers nach Fig. 1 gezeigt. Das an den Leitungen 101 und 102 anstehende Eingangsrufstromsignal wird im Leistungswandler 200 ein eine aus den Dioden 201 bis 204 und 205 bestehende Diodenbrücke angekoppelt. Mit der Diode 205 ist der elektroakustische Wandler 300 und die Ausgangsschaltung 700 verbunden, die später erläutert werden soll. Ein

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Ausgang der Diodenbrücke liegt an einer Diode 206, die in Verbindung mit einem Kondensator 207 den Bauteilen der Tonweckerschaltung Betriebsspannung zuführt. An den Ausgang der Diodenbrücke ist außerdem ein Widerstandsteiler '"■ mit den Widerständen 208, 209 und 210 angeschaltet. Eine :" Anzapfung 10 des Spannungsteilers führt zu einer Darlingtoii--Transistorschaltung 211, 212 , die einen durch Transistoren 213, 214, 215 gebildeten Spannungsregler speist. Die Transistoren 213, 215 arbeiten aufgrund des Spannungsdurchbruchs ihrer Basis-Emitter-Übergänge in Sperr-richtung als Zener-Dioden. Diese Transistoren dienen mehreren Zwecken. In Verbindung mit den Widerständen 208, 209, 210 sowie den Transistoren 211, 212 begrenzen sie die maximale Spannung am Knotenpunkt 11 auf einen bestimmten Pegel. Diese Begrenzung ergibt eine Sicherheitsgrenze unterhalb der maximal zulässigen Spannung für die übliche Technologie mit vergrabenem Kollektor, die zur Herstellung der integrierten Tonweckerschaltung verwendet wird. Außerdem erzeugen sie am Knotenpunkt 12 eine Spannung, die als Eingangsspannung für die ebenfalls später zu erläuternde Fühleinrichtung 400 benutzt wird. Schließlich liefert der Transistor 215 eine Bezugsspannung, die zur Festlegung des Stroms in allen Stromquellen der Tonweckerschaltung verwendet wird.

Die durch den Transistor 215 erzeugte Spannung am Knotenpunkt 13 führt zu einem Strom, der durch die Widerstände bis 220 und den Basis-EmitterSpannungsabfall der Transistoren 221, 222, 223 bestimmt wird. Der Emitterstrom des Transistors 221 (abzüglich seines vernachlässigbaren Basis-

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stroms) ist der Emitterstrom des Transistors 224 (unter Vernachlässigung der kleinen Basisströme der Transistoren 224 und 225). Die Transistoren 224, 225, 226 und in der Fühleinrichtung 400 die Transistoren 401, 402, 403 bilden dann einen Stromspiegel, bei dem der Emitterstrom des Trarn sistors 224 in den Emittern der Transistoren des Spiegels ·· entsprechend dem V/ert des Widerstandes in der jeweiligen Emitterleitung reflektiert oder bewertet wird. Der Strom in der Emitterleitung der Transistoren 226, 402 und 403 ist daher doppelt so groß wie der Strom am Emitter des Transistors 224 , da die jeweiligen Emitterwiderstände 227, 404 und 405 den halben Wert des Widerstandes 228 haben, während der Emitterstrom des Transistors 401 aufgrund des doppelten Wertes des Widerstandes 406 gegenüber dem Widerstand 228 gleich dem halben Strom im Transistor 224 ist. Man beachte, daß die Zahl von Kollektoren gleicher Fläche für jeden Transistor anhand der Anzahl von Kollektorleitungen dargestellt ist. Der Transistor 225 dient als Unterstützungstransistor, um den Basistreibstrom für den Stromspiegel zu liefern. Da der Transistor 226 einen aufgespaltenen Kollektor mit gleichen Flächen besitzt, führen die mit a und b bezeichneten Kollektoren jeweils die Hälfte des gesamten, über den Transistor fließenden Emitterstroms. Weiterhin ist der Emitterstrom des Transistors 401 mittels seiner fünf Kollektoren in fünf gleiche Teile aufgeteilt, wobei drei Fünftel des Stroms zum gemeinsamen Knoten fliessen und jeweils ein Fünftel zu jedem der Knotenpunkte 14 und 15.

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Entsprechend den Lehren von T. N, !«YrMeriksen, W.M. Howard und D.M. Monticelli in ihrem Aufsatz "A Single-Chip, All :_ Bipolar, Camera Control IC", 1977, IKEE International Solid State Circuits Conference, 18. Februar 1977, nachge- · druckt in ISSCC Digest of Technical Papers, Seiten 214 und-215, wird der Emitterstrom des Transistors 407 in fünf gleiche Teile aufgeteilt, von denen vier zum gemeinsamen Bezugspunkt und der restliche Teil zum Kollektor des Transistors 408 geführt werden. Dieser Transistor bildet zusammen mit den Transistoren 409 und 410 einen weiteren Stromspiegel, \ wobei der Transistor 411 als Unterstützungstransistor wirkt.

Der Transistor 412 gleicht die Basisströme der Transistoren 411 und 413 aus, um über den Kollektorstrom des Transistors 410 den Basisstrom des Transistors 413 zu kompensieren. Dieser Strom trägt wesentlich zum Entladungsstrom des Kondensators 414 bei, wenn die Stromverstärkung der Transistoren klein ist. Die Emitterströme der Transistoren 409, 410 und 412 weisen bestimmte Werte auf, die durch die relative Größe ihrer Emitterübergänge (angegeben durch die Anzahl von Emitterleitungen) und den Wert der Widerstände in ihren Emitterleitungen bestimmt werden.

Der Kollektor b des Transistors 401 ist mit den Emittern eines Transistor-Differenzpaares 415 und 416 verbunden,die einen Komparator bilden, wobei ein Transistor des Paares immer eingeschaltet ist. Wenn der Transistor 416 eingeschaltet ist, wird der Strom vom Kollektor b des Transistors 401 zum gemeinsamen Bezugspunkt abgeleitet, während bei einge-

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schaltetera Transistor 415 vier Fünftel des Stroms am KoI-- ". lektor b des Transistors 401 zum gemeinsamen Bezugspunkt geht und ein Fünftel des Stroms zum Knotenpunkt 16 fließt und zur Aufladung des Kondensators 414 dient.

Der Kollektorstrom des Transistors 224 ist im wesentlichen der Emitterstrom des Transistors 223 (unter Vernachlässigung der Basisströme). Der Transistor 223 bildet einen Stromspiegel mit dem Transistor 417 in Fig.2 und den Transistoren 501, 601 , 502 und 503 in Fig.3 . Der Transistor 222 dient als Unterstützungstransistor für diesen Stromspiegel.

Die Arbeitsweise der Fühleinrichtung hängt vom Wert der Spannung am Knotenpunkt 12 und der Spannung am Kondensator 4i4 ab. Sobald eine Eingangsspannung ausreichender Größe angelegt ist, beginnt der Transistor 215 seine Regelfunktion, und die Stromquellen werden gespeist. Der Transistor 215 wird durch den Strom am Kollektor a des Transistors in der Regelung gehalten. Es werden dann Konstantspannungen an der Widerstandskette 216 bis 219 erzeugt, die zur Lieferung von Bezugsspannungen angezapft ist. Die Bezugsspannung am Knotenpunkt 17 wird am später zu erläuternden Oszillator-Generator 500 benutzt, und die Bezugsspannung am Knotenpunkt 18, die zum Transistor 418 führt, stellt die Minimalspannung ein, auf die sich der Kondensator 414 aufladen darf. Der Knotenpunkt 19 liefert eine Bezugsspannung an die Basis des Transistors 419. Verschoben durch den Strom am Kollektor b des Transistors 226, der über den

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Widerstand 420 fließt, liefert der Transistor 419 eine " Spannung an die Basis des Transistors 415, wenn der Transistor ,433 ausgeschaltet ist. Die Basis des Transistors 416' ist mit dem Knotenpunkt 12 verbunden, an dem ein Bruchteil der Vollweg-gleichgerichteten Eingangsspannung ansteht. :

Wie oben angegeben, steuert das Transistor-Differenzpaar 415 und 416 die Aufladung des Kondensators 414. Wann die Spannung am Knotenpunkt 12 niedriger als die Bezugsspannung an der Basis des Transistors 415 ist, dann ist der Transistor 416 eingeschaltet, der Transistor 415 ausgeschaltet,und der Strom vom Kollektor b des Transistors 401 fließt zum gemeinsamen Bezugspunkt. Während dieser Zeit wird der Kondensator 4i4 durch den Kollektorstrom des Transistors 410 entladen. Wenn die Spannung am Knotenpunkt 12 höher als die Spannung an der Basis des Transistors 415 ist, ist dagegen der Transistor 415 eingeschaltet, der Transistor 416 ausgeschaltet, und der Strom vom Kollektor a des Transistors 415 abzüglich des Stroms für den Transistor 410 lädt den Kondensator 414_O Die Spannung am Kondensator 414 steigt nach einer Dreieckskurve an, die durch die Länge der Zeit bestimmt wird, während der die Spannung am Knotenpunkt 12 größer als an der Basis des Transistors 415 ist. Durch Verwendung niedriger Lade- und Entladeströme ist der Kondensator 414 verhältnismäßig klein und billig.

Die Transistoren 409, 413, 417 und 421 bis 424 bilden einen Verstärker mit dem Verstärkungswert 1 , um den Knotenpunkt 16 hoher Impedanz gegen die Basis des Transistors 425 mit

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niedriger Impedanz zu puffern. Die Transistoren 425 und 426 bilden ein Differenzpaar. Die Basis des Transistors 426 liegt an einer Bezugsspannung, die durch den konstanten Kollektorstrom des Transistors 403, einen Spannungspegelschiebetransistor 427, die Widerstände 428, 429, 430, und den Strom über den Transistor 425 bestimmt wird.

Wenn die Spannung am Kondensator 414 kleiner ist als die Spannung an der Basis des Transistors 426, ist der Transistor 425 eingeschaltet, der Transistor 426 ist ausgeschaltet, und der Kollektorstrom des Transistors 402 fließt über den Transistor 425 und den V/i der stand 430 nach Erde. Dieser zusätzliche Strom über den Widerstand 430 erhöht die Spannung an der Basis des Transistors 426 und ergibt eine Schaltungshysterese wie folgt:

Wenn der Kondensator 414 sich soweit auflädt, daß die Spannung an der Basis des Transistors 425 etwa auf die Spannung an der Basis des Transistors 426 ansteigt, dann schalten die Transistoren in den jeweils anderen Zustand, wobei der Transistor 425 ausgeschaltet und der Transistor 426 eingeschaltet sind. Dann finden drei Dinge gleichzeitig statt. Zum ersten fließen drei Viertel des Emitterstroms des Transistors 426 zur später noch zu erläuternden Ausgangsschaltung 700, schalten diese ein und veranlassen den Beginn des RufVorgangs, da zu diesem Zeitpunkt der Oszillator-Generator 500 ein Signal erzeugt. Zum zweiten fließt ein Viertel des Emitterstroms des Transistors 426 zum Kollektor und zur Basis des Transistors 432, der mit dem Transistor 433 einen Stromspiegel bildet. Das Verhältnis der Emitter-

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widerstände 434 und 435 für die Transistoren 432 bzw. 433 : ist so gewählt, daß der Kollektor des Transistors 433 einen... Strom "führt, der nach Subtraktion vom Strom am Kollektor b -_■ des Transistors 226 einen verbleibenden Strom ergibt, der durch den Widerstand 420 fließt. Diese Stromverringerung "■-' reduziert die Bezugsspannung an der Basis des Transistors * 4T5 auf einen Wert, der sicherstellt, daß der Wecker eingeschaltet bleibt, nachdem er angefangen hat zu läuten. Eine solche Reduzierung ist notwendig, da nach dem Einschalten des Weckers die Belastung durch den elektroakustisehen Wandler bewirkt, daß die Eingangsrufspannung bei ihrer positiven Halbwelle verringert wird. Schließlich und ebenfalls gleichzeitig hört der über den Transistor 425 und den Widerstand 430 fließende Kollektorstrom auf, wodurch die Bezugsspannung an der Basis des Transistors 426 auf einen Wert herabgesetzt wird, der sicherstellt, daß der Wecker eingeschaltet bleibt. Nachdem also ein gültiges Rufstromsignal festgestellt ist, wird ein positives Einrasten durch die Bezugspegelverschiebungen sichergestellt. Wählimpulse und andere flüchtige Signale werden hierbei nicht festgestellt, da ihr Pegel und ihre Dauer oberhalb der Bezugsspannung an der Basis des Transistors 415 Jeweils kleiner bzw. kürzer als die Eingangsrufspannung ist. Demgemäß wird der Kondensator 414 nicht genügend aufgeladen, um die Bezugsspannung am Knotenpunkt 30 zu übersteigen, wodurch die Tonerzeugung für diese Signale verhindert ist.

In Fig. 3 ist das Schaltbild des Oszillator-Generators 500, der frequenzbestimmenden Einrichtung 600 und der Ausgangs-

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schaltung 700 der Tonweckerschaltung dargestellt. Der Osziilator-Generator 500 arbeitet ähnlich wie die Fühleinrichtung 400, da er die Ladung und Entladung eines Kondensators durch komplementär geschaltete Konstantstromquellen ausnutzt, um seine Frequenz und sein Tastverhältnis einzu-: stellen. Ein Kondensator 505 spricht auf Lade- und Entlade— Stromquellen in Form von Transistoren 504 bzw. 503 an. Abhängig davon, welcher Transistor eines Differenzpaares 506, 507 eingeschaltet ist, wird der Kondensator 505 entweder aufgeladen oder entladen. Wie oben angegeben, sind die Transistoren 501, 502 und 503 Teil des durch den Transistor 223 in Fig. 2 gebildeten Stromspiegels.

In den Transistoren 502 und 503 fließt der gleiche Kollektorstrom , wenn alle Stromquellen in Betrieb sind. Wenn der Transistor 510 ausgeschaltet ist, erscheint die Bezugsspannung am Knotenpunkt 17 in Fig. 2 abzüglich der Spannung ^Vbe ^{des Transis}'^tors 508 zuzüglich des Spannungsabfalls am Widerstand 514 an der Basis des Transistors 506. Zu Anfang ist der Kondensator 505 entladen, so daß die Spannung an dei Basis des Transistors 507 kleiner ist als die an der Basis des Transistors 506, wodurch der Transistor 507 ausgeschaltet und der Transistor 506 eingeschaltet sind. Folglich fließt der Kollektorstrom des Transistors 502 über den 'Transistor 506 und wird im wesentlichen der Emitterstrorn des Transistors 509. Dieser bildet mit den Transistoren 602, 510, 504 und 511 einen Stromspiegel. Die Transistoren 512 und 513 stellen einen Darlington-Unterstützungctrancistor dar, der den Basisstrom für den Stromspiegel liefert.

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Der Strom über -den Transistor 510 fließt über den Widerstand 514 und den Transistor 501 nach Erde.. Der sich erge- ^:__^: bende Spannungsabfall am Widerstand 514 addiert sich zur ..--■■ Spannung am Emitter des Transistors 508, wodurch die r Spannung an der Basis des Transistors 506 ansteigt. Gleich- ; zeitig lädt der Kollektorstrom des Transistors 504 abzüglich des Kollektorstroms über den Transistor 503 den Kondensator 505, und der-Kollektorstrom des Transistors 511 fließt über den Widerstand 515 und schaltet den Transistor 516 ein. Bei eingeschaltetem Transistor 516 wird der Ausgangstransistor 701 daran gehindert, einzuschalten, unabhängig vom Vorhandensein eines Kollektorstroms im Transistor 426. Der Kondensator 505 lädt sich weiter durch den überschüssigen Kollektorstrom der Transistoren 503 und 504 auf, bis er eine Spannung gleich der an der Basis des Transistors 506 erreicht. Kurz darauf wird der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 506 aufgrund des reduzierten Stroms des Transistors 510 in Sperr-richtung vorgespannt,und der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 507 wird in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch der Transistor 507 einschaltet und der Transistor 506 ausschaltet. Das Umschalten dieser beiden Transistoren wird durch den Transistor 517 mit aufgespaltenem Kollektor unterstützt. Der Kollektorstrom des Transistors 502 fließt jetzt über den Transistor 507, und der um den Transistor 509 herum aufgebaute Stromspiegel ist ausgeschaltet. Der zusätzliche Transistor 518 verbessert das Ausschaltverhalten des Stromspiegels.

Wenn die Transistoren 507 und 506 umschalten, verringert sich äofort die Basisspannung des Transistors 506 um den Spannungs-

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abfall am Widerstand 514 auf den ursprünglichen Bezugsspannungspegel. Der Kondensator 505 beginnt sich dann mittels des konstanten KollektorStroms des Transistors 503'-zu entladen. Außerdem hört der Basistreibstrom des Transi-"^: stors 516 auf, wodurch dieser Transistor ausschaltet. Wenn;, wie oben erläutert, ein gültiges Rufstromsignal festgestellt worden ist, liefert der Transistor 426 Strom an die Ausgangsschaltung 700, so daß - wenn der Transistor 516 ausschaltet - der Strom über den Transistor 426 den Transistor 701 in der Ausgangsschaltung 700 einschaltet. Auf diese Weise wird eine Umkehrung der Oszillatorausgangsspannung erreicht. Der Kondensator 505 entlädt sich dann weiter über den Transistor 503, bis seine Spannung auf den Wert der Spannung an der Basis des Transistors 506 abgefallen ist. Zu diesem Zeitpunkt schalten der Transistor 507 aus und der Transistor 506 wieder ein, wodurch die Stromspiegel um den Transistor 509 wieder in Betrieb gehen. Die Basis des Transistors 506 kehrt auf ihren früheren Spannungswert zurück, der Kondensator 505 beginnt sich aufzuladen,und die Schwingung wird wiederholt.

Die frequenzbestimmende Einrichtung 600 liefert die Möglichkeit eines frequenzmodulierten Ausgangssignals durch Verschieben der Oszillatorfrequenz des Oszillator-Generators 500 während der negativen Halbperioden der Eingangsrufspannung. Die Schaltung besteht aus den Transistoren 601 bis 604 und den Widerständen 605 bis 610. Die Frequenzverschiebemoglichke.it wird durch Verbinden der Basis dos Transistors 6O4 über den Widerstand 610 und einen Schalter,

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beispielsweise 611, mit der Leitung 102 in Fig.2 geschaf- \ \ fen. Bei den negativen Halbperioden des Eingangssignals wird dann der Transistor 604 in Durchlaßrichtung vorge- ".'. spannt, wodurch der Basisstrom vom Transistor 601 abgelei- tet wird und dieser Transistor sowie der Transistor 603 '--' ausgeschaltet werden. Dadurch kann der Transistor 602 Teil¹""" des durch den Transistor 509 gebildeten Stromspiegels werden, wodurch Strom vom Transistor 510 weg über den Widerstand 608 und den Transistor 602 zum gemeinsamen Bezugspunkt gelenkt wird. Im Ergebnis erscheint eine kleinere Spannung an der Basis des Transistors 506, wodurch wiederum die Spannung erniedrigt wird, auf die der Kondensator 505 aufgeladen werden muß, damit die Transistoren 506 und 507 umschalten. Dadurch wird wiederum die Zeit verringert, während der der Kondensator 505 sich auflädt und entlädt und demgemäß die Frequenz des Oszillators erhöht. Für den Rest der negativen Halbperioden des Eingangssignals verringert der Transistor 602 den Kollektorstrom des Transistors 510, wodurch die erhöhte Oszillatorfrequenz erzielt wird. Der Wert des Widerstands 608 ist so gewählt, daß die erhöhte Frequenz eine musikalische 5/4--BeZiehung zur ursprünglichen Frequenz hat, wodurch sich ein angenehmer Klang ergibt. Man beachte, daß das Tastverhältnis beider Frequenzen gleich bleibt, da die Lade- und Entladeströme des Kondensators 505 unverändert bleiben. Wenn die Frequenzverschiebungcmöglichkeit nicht benutzt wird, bleibt der Transistor 601 eingeschaltet und hält den Transistor 603 in der Sättigung«. Als Ergebnis bleibt der Transistor 602 ausgeschaltet, es wird kein Strom void Transistor 510 weggelei-

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tet,und der Oszillator behält seine ursprüngliche Frequenz. bei .

Die Ausgangsschaltung 700 für den Tonwecker wird durch _\[ Transistoren 701, 702 und einen Widerstand 703 gebildet, .! die als Äquivalent eines gesteuerten Siliciumgleichrichter^ (SCR) geschaltet sind. Wie oben erläutert, wird - wenn die Fühleinrichtung 400 ein gültiges Rufstromsignal feststellt ein . kontinuierlicher Strom vom Kollektor des Transistors 426 zur·' Ausgangsschaltung 700 geliefert. Da zu diesem Zeitpunkt der Oszillator-Generator 500 in Betrieb ist, schaltet der Transistor 516 mit der Frequenz und dem Tastverhältnis des Oszillator-Generators ein und aus. Wenn der Transistor 416 eingeschaltet ist, fließt der Gate-Strom des Transistors 426 über dessen Kollektor, so daß der gesteuerte Siliciumgleichrichter ausgeschaltet ist. Wenn andererseits der Transistor 516 ausgeschaltet ist, ist der gesteuerte Siliciumgleichrichter über den vom Transistor 426 gelieferten Strom eingeschaltet.

Die vollständige Ausgangsschaltung 700 umfaßt die Verbindung zürn elektroakustischen Wandler, der die Betriebsspannung über die Gleichrichterdiode 205 erhält. Eine Glättung der gleichgerichteten Eingangssignalspannung wird durch den Kondensator 705 erreicht, so daß die sich ergebende, dem Wandler zugeführte Spannung mit -einer Modulationstiefe von etwa 40 % amplitudenmoduliert ist. Die amplitudenmodulierte Eingangsspannung bildet also eine Hüllkurve für den Impuls, der den Wandler treibt. Die Widerstände 706 bis 709 bilden eine Lautstärkeregelung für den Tonwecker. Eine Diode 710

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leitet für die umgekehrte Spannung, die bei abfallendem ; Strom durch die Induktivität des Wandlers 300 erzeugt wird.

Die als spezielles Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellte Schaltung des Oszillator-Generators 500 mit Fre.-quenzverSchiebeeingang kann gemäß Fig. 5 auch als allgemeineres Ausführungsbeispiel dargestellt werden. Im Oszillator-Generator 500 sind drei Stromquellen 520, 521, 522, ein Komparator 523 > ein Kondensator C und ein Widerstand R enthalten. Die Stromquelle 520 liefert einen Strom mit dem Wert I und ist dauernd eingeschaltet. Die Stromquelle 521 liefert einen Strom mit dem Wert K^I und ist eingeschaltet, wenn der Ausgang des Komparators 523 auf Logisch 1 liegt. Die Stromquelle 522 ist ebenfalls eingeschaltet, wenn der Ausgang des Komparators 523 Logisch 1 ist, und hat einen Wert von K_?I oder K,I, abhängig davon, ob ein Frequenzverschiebe-Eingangssignal vorhanden ist. Diese Beziehung ergibt sich aus einer Prüfung der Wahrheitstabelle in Fig.5.

Der Komparator 523 besitzt zwei Eingangsleitungen A und B sowie eine Ausgangsleitung D. An die Eingangsleitung A des Komparators ist über einen Widerstand R eine Spannung ^:V f angeschaltet. Die Stromquelle 522 liegt zwischen der Eingangsleitung A und einem gemeinsamen Bezugspotential, beispielsweise Erde. Der Kondensator C und die Stromquellen und 521 sind zwischen die Eingangsleitung B und ebenfalls das gemeinsame Bezugspotential geschaltet. Die Ausgangsleitung D, die Logisch 1 ist, wenn die Spannung der Eingangsleitung A größer ist als die der Eingangsleitung B, und

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Logisch O ist, wenn die Spannung der Eingangsleitung A kleiner ist als die der Eingangsleitung B, verbindet den Ausgang des Komparators 523 mit den Stromquellen 521 und 522. An die Stromquelle 522 ist außerdem das Frequenzverschiebe-Eingangssignal angelegt.

Der Kondensator C v/ird mit dem Strom I aus der Stromquelle 520 entladen und mit dem Strom K₁I aus der Stromquelle geladen. Da außerdem K₁I ein Bruchteil von I ist, läßt sich der Gesamtladestrom darstellen als (K₁-I)I. Die drei Spannungswerte, die am Widerstand R anstehen können, sind 0, RIi₂I oder RK₇₅I abhängig davon, ob das Frequenzverschiebesignal vorhanden ist. Demgemäß ist die Spannung, um die der Kondensator C zwischen den Schwellenwerten abfallen muß, entweder 0 und RK₂I oder 0 und RIUI.

Das Zeitintervall, in dem der Kondensator C sich auflädt, wenn der Ausgang des Komparators 523 auf Logisch 1 ist, beträgt:

AV_RC K₂RIC K₂

t-, ,, = -= = :— = RC (1) und

^{laden 1}IaCLe_n (K₁-I)I (K₁-I)

AV_RC K

Die Periode beträgt demgemäß:

Entladen = \W^T) + ^K2J ^RC = ^{1 +} IJ^ ^K2^RG K. K₉

= TT¹ZTT RC (3),

und die Frequenz ist:

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30Α981Ί

^(κι¹⁾

Frequenz = g-^ (4)

oder für den Fall der FrequenzverSchiebung:

K.-1
Frequenz = ιφπ^ (5)

Das Tastverhältnis beträgt:

K₂

t 1~

laden - 1

Periode K„K- ^K>

Man erkennt aus der obigen Darstellung demgemäß, daß

(1) die Frequenz und das Tastverhältnis durch die Werte des Widerstandes R , des Kondensators C und das Verhältnis der Stromquellen I und K₁I bestimmt werden, und daß

(2) die Änderung der Frequenz durch Ändern von R, C oder Kp das Tastverhältnis nicht beeinflussen.

Der Oszillator arbeitet wie folgt, wenn man als Anfangspunkt das Entladen des Kondensators C annimmt. Die Spannung am Kondensator C und auf der Eingangsleitung B entlädt sich durch die Stromquelle 520 auf einen Wert unterhalb der Spannung V auf der Eingangsleitung A. Dadurch geht der Ausgang des Kornparators 523 auf Logisch 1. Diese logische 1 schaltet dann die Stromquelle 521 ein, die einen Strom K₁I liefert. Ein Ladestrom (K₁-I)I lädt daraufhin den Kondensator C auf. Die logische 1 vom Komparator 523 schaltet außerdem die Stromquelle 522 ein, die einen Strom K₂I oder I-UI liefert, welcher die Spannung auf der Eingangsleitung A auf eine Spannung er-

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höht, die durch RK₂I oder RK,I zuzüglich V _f dargestellt ; wird. ¥enn sich der Kondensator C soweit auflädt, daß clic " Eingangsleitung B des Komparators positiver als die Ein- -_ gangsleitung Λ wird, dann geht der Ausgang des Komparator.'.·-- 523 auf O. Die Stromquelle 522 schaltet aus, und die Spannung auf der Eingangsleitung A wird wieder V _f. _: Außerdem schaltet die Stromquelle 521 aus, und die Stromquelle 520 beginnt, den Kondensator C von einer Spannung RKpI zuzüglich Vf oder RK^I zuzüglich V- aus auf weniger als die Spannung Vf zu entladen. An diesem Punkt geht der Ausgang des Komparators wieder auf Logisch 1, und die Schwingung wird wiederholt. Man erkennt demgemäß, daß der Spannungsausschlag des Kondensators bestimmt wird durch den Strom KpI oder K^I, der durch die Stromquelle 522 geliefert wird, und daß die Rate, mit dem der Kondensator C geladen bzw. entladen wird, durch die Stromquellen 521 und 520 bestimmt wird. Demgemäß ist die Schwingungsperiode eine Funktion der Widerstands- und Kapazitätswerte sowie des Verhältnisses der Stromquellen (die K-Ausdrücke sind alle konstant). Da außerdem die Stromquellen in gegenseitiger Beziehung stehen, kann sich der Strom der,Quellen in einem großen Bereich ändern, ohne die Betriebsfrequenz zu beeinflussen, so lange die Verhältnisse beibehalten werden. Der Einfluß von Schwankungen der Versorgungsspannung auf die Betriebsfrequenz des Oszillatora ist daher minimal.

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Claims (4)

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN :.. Patcntconsult RadeckestraCo 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsuii Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsuii Western Electric Company Incorporated EMBREE, M.L.13/14--New York N.Y. 10038, USA 6/7-1/2 ·-; Patentansprüche

1. Tonweckerschaltung mit Eingangsanschlüssen zur Aufnahme von Rufstromsignalen, einem elektroakustischen Wandler (300) zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals und einer Oszillator-Generatoreinrichtung (500) zur Aktivierung des elektroakustischen Wandlers, dadurch gekennzeichnet,

• daß die Schaltung ferner Konstantstromgeneratoren (223, 224, 225, 226) zur Betätigung der Oszillator-Generatoreinrichtung (500) aufweist und einen Leistungswandler (200), der unter Ansprechen auf Rufstromsignale an den Eingangsanschlüssen Leistung an die Konstantstromgeneratoren und den elektroakustischen Wandler liefert sowie Bezugspegel für die Oszillator-Generatoreinrichtung "bereitstellt.

2. Tonweckerschaltüng nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromgeneratoren eine Vielzahl von Transistoren aufweisen, die als Strömspiegel geschaltet sind und deren Emitter über

München: R. Kramer Dipl.-Infj. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesh.'Klcn: P. G. Blumbiich Dipl.-inrj. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 ■ G. Zwimcr Dipl.-Ing. Dipl.-W.Int).

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Widerstände mit der einen oder anderen Leitung eines Paares von Ausgangsleitungen (104, 105) des Leistungswandlers verbunden sind.

3. Tonweckerschaltung nach Anspruch 2, : dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner eine [■ Fühleinrichtung (400) zur Urferscheidung zwischen gültigen und ungültigen Rufstromsignalen an den Eingangsanschlüssen aufweist.

4. Tonweckerschaltung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner eine Ausgangsschaltung (700) aufweist, die im Betrieb unter Ansprechen auf die Fühleinrichtung (400) einen Verbin-.... dungsweg zwischen der Oszillator-Generatoreinrichtung (500) und dem elektroakustischen Wandler (300) herstellt.

5. Tonweckerschaltung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung einen ersten Transistor (702), dessen Kollektor in mehrere Teile aufgespalten ist, und einen zweiten Trasistor (701) aufweist, daß der Emitter des ersten Transistors über den Wandler mit einem positiven Bezugspotential und ein erster Teil seines Kollektors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden· ist, daß ein zweiter Kollektorteil des ersten Transistors über einen Widerstand (703) mit der Basis des zvieiten Transistors und

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einem negativen Bezugspotential verbunden ist, daß der Emitter des zweiten Transistors ebenfalls mit dem negativen Bezugspotential verbunden ist und daß die Basis des ersten Transistors zusammen mit dem ersten Kollektorteil des ersten Transistors am Kollektor des zweiten Transistors liegt.

6. Tonweckerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung eine Vielzahl von Konstantstromgeneratoren (401, 402, 403, 408, 409» 410, 412, 417) aufweist, die komplementär über den Ausgangsleitungen des Leitungswandlers liegen, um Leistung an die Fühleinrichtung zu liefern, wenn der Leistungswandler eine Eingangsspannung aufnimmt, daß die Stromgeneratoren einen ersten Transistor (415) oder einen zweiten Transistor (416), die als Differenzanordnung geschaltet sind, aktivieren, um einen Kondensator (414) abhängig davon zu laden oder zu entladen, ob die vom Leistungswandler gelieferte Spannung oberhalb oder unterhalb eines ersten vorbestimmten Pegels ist, und daß die Stromgeneratoren Leistung an einen dritten und einen vierten Transistor (425, 426) liefern, die als Differenzanordnung geschaltet sind und deren Einschaltzustand invertiert wird, wenn der Kondensator auf einen Wert oberhalb eines zweiten vorbestimmten Spannungspegels aufgeladen wird.

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7. Tonweckerschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Transistor mit der Ausgangsschaltung verbunden ist und ein Akti- " vierungssignal liefert, um selektiv die Oszillator-Generatoreinrichtung mit dem Wandler zu verbinden. ;

8. Tonweckerschaltung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung eine Einrasteinrichtung aufweist, die aktiviert wird, wenn der-Kondensator auf einen Wert oberhalb des zweiten vorbestimmten Spannungspegels aufgeladen wird, und daß die Einrasteinrichtung das Aktivierungssignal für die Ausgangsschaltung während der Zeitspanne aufrecht hält, für die das Rufstromsignal an den Eingangsanschlussen vorhanden ist.

9..Tohweckerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrjchtung einen fünften und einen sechsten Transistor (413, 421) aufweist, die als Differenzanordnung geschaltet sind, daß die Basis des fünften Transistors mit einem der Kollektorteile des ersten Transistors (415) verbunden ist, daß die Basis des sechsten Transistors mit dem dritten Transistor (425) verbunden ist, der mit dem vierten Transistor (426) eine Differenzanordnung bildet, daß der dritte Transistor ausgeschaltet und der vierte Transistor eingeschaltet werden, wenn der Kondensator

sich auf einen Wert oberhalb des zweiten vorbestimmten 2 3 0 6 0 8/ 00 5 0

Spannungspegels auflädt, daß die Emitter des dritten \ und vierten Transistors über einen Konstantstromgenerator (402) mit einem positiven Bezugspotential verbunden sind, daß die Basis des vierten Transistors über einen zweiten Konstantstromgenerator (403) mit dem po~ \ sitiven Bezugspotential und über die Reihenschaltung :' eines Spannungspegelschiebers (427, 428, 429), einen ersten Widerstand (431) und einen zweiten Widerstand (430) an dem negativen Bezugspotential liegt, daß der Kollektor des dritten Transistors über den zweiten Widerstand mit dem negativen Bezugspotential verbunden ist, daß der Kollektor des vierten Transistors in mehrere Teile aufgespalten ist, daß ein erster Kollektorteil mit der Ausgangsschaltung verbunden ist und ihr das Aktivierungssignal liefert, daß ein zweiter Kollektorteil mit den verbundenen Basis- und Kollektorelektroden eines siebten Transistors (432) verbunden ist und einen Treibstrom liefert und daß der siebte Transistor einen Stromspiegel mit einem achten Transistor (433) bildet, dessen Kollektor mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist.

10. Tonweckerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillator-Generatoreinrichtung eine einzige Oszillatoranordnung enthält.

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11. Tonweckerschaltung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoranordnung eine Vielzahl von Konstantstromgeneratoren (501, 502, ". 503, 504, 509, 510, 511) aufweist, die komplementär ! über den Ausgangsleitungen des Leistungswandlers lie- ^:.. gen und der Oszillator-Generatoreinrichtung Leistung :" zuführen, wenn der Leistungswandler eine Eingangsspannung erhält, daß die Stromgeneratoren Leistung an ein .Transistorpaar (506, 507) in Differenzschaltung und abwechselnd aktivem Zustand mit einer Frequenz liefern, die durch ein Widerstands-Kapazitätsnetzwerk (504, 514) bestimmt wird, und mit einem Tastverhältnis, das durch das Verhältnis von zwei der Konstantgeneratoren (503, 504) bestimmt wird.

12. Tonweckerschaltung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung weiterhin eine frequenzbestimmende Einrichtung (6OO) aufweist, die mit der Oszillator-Generatoreinrichtung verbunden ist und diese veranlaßt, ein Grundfrequenzsignal zu erzeugen, solange die frequenzbestimmende Einrichtung in einem ersten Betriebszustand ist.

13. Tonweckerschaltung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß "die frequenzbestimmende Einrichtung an die Oszillator-Generatoreinrichtung angeschaltet ist um diese zu veranlassen, ein Signal mit

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sich ändernder Frequenz zu erzeugen, solange die I frequenzbestiimnende Einrichtung sich in einem zweiton Betriebszustand befindet. ·....

14. Tonweckerschaltung nach Anspruch 12, -/'_:

dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende :...; Einrichtung im ersten Betriebszustand vier Transistoren aufweist, daß der Emitter des ersten Transistors (603) mit einem positiven.Bezugspotential und die Basis des ersten Transistors über einen ersten Widerstand (607) ebenfalls mit dem positiven Bezugspotential verbunden ist, daß die Basis des zweiten Transistors (602) mit dem Kollektor des ersten Transistors, sein Emitter über einen zweiten (608) und in Reihe geschalteten dritten Widerstand (519) mit dem positiven Bezugspotential verbunden ist, daß der Kollektor des dritten Transistors (601) mit der Basis des ersten Transistors und der Emitter des dritten Transistors über einen vierten Widerstand (605) mit einem negativen Bezugspotential verbunden ist und daß der Emitter des vierten Transistors (604) mit der Basis des dritten Transistors und sein Kollektor mit dem negativen Bezugspotential verbunden sind, um die Oszillator-Generatoreinrichtung zu veranlassen, ein Grundfrequenzsignal zu erzeugen,

15» Tonweckerschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende

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Einrichtung im zweiten Betriebszustand vier Transistoren aufweist, daß der Emitter des ersten Transistors (603) mit einem positiven Bezugspotential und seine Basis ·■; über einen ersten Widerstand (602) ebenfalls mit dem positiven Bezugspotential verbunden ist, daß die Basis ■ · des zweiten Transistors (602) mit dem Kollektor des ;- ersten Transistors und sein Emitter über einen zweiten (608) und einen in Reihe geschalteten dritten Widerstand (519) mit dem positiven Bezugspotential verbunden sind, daß der Kollektor des dritten Transistors (6OI) mit der Basis des ersten Transistors und der Emitter des dritten Transistors über einen vierten Widerstand (605) mit einem negativen Bezugspotential verbunden sind und daß der Emitter des vierten Transistors (604) mit der Basis des dritten Transistors, sein Kollektor mit dem negativen Bezugspotential und seine Basis über einen fünftem Widerstand (610) mit einer der Eingangsleitungen verbunden sind, um die Oszillator-Generatoreinrichtung zu veranlassen, ein Signal mit sich ändernder Frequenz zu erzeugen.

16. Tonweckerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator einen Kondensator (C), eine Einrichtung (^v _ref»^R) ^zur Lieferung eines ersten Bezugspotentials und eines zweiten Bezugspotentials zwecks Bestimmung des Lade- und Entladespanrmngsbereiches des Kondensators und eine Vielzahl

von zueinander in Beziehung stehenden Stromquellen 230608/0050

(520, 52.1, 522) aufweist, die den Kondensator laden und entladen sowie einen Betrieb der Generatorschaltung mit einer ersten Frequenz veranlassen.

17. Tonweckerschaltung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator außerdem ; einen Widerstand (R) enthält und das der Widerstand und eine erste Stromquelle (522) zusammen das erste Bezugspotential liefern.

18. Tonweckerschaltung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator eine Vergleichseinrichtung (52J) aufweist, die die Spannung am Kondensator (C) mit dem ersten und zweiten Bezugspotential vergleicht und eine Ausgangssignalanzeige liefert, wenn die Kondensatorspannung außerhalb des durch das erste und zweite Bezugspotential definierten Spannungsbereiches ist.

19. Tonweckerschaltung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Stromquellen eine zweite Stromquelle (520) zum Entladen des Kondensators (C) aufweist.

20. Tonweokerschaltung nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Stromquellen eine dritte Stromquelle (521) zum Aufladen

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des Kondensators (C) aufweist, daß die dritte Stromquelle einen Strom gleich einem Bruchteil des Stromes der zweiten Stromquelle (520) liefert und daß die erste Stromquelle (522) einen Bruchteil des Stromes der zweiten Stromquelle (520) liefert. _:"

21. Tonweckerschaltung nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorfrequenz gegeben ist durch K^-1

K₁K₂RC

darin sind: R der Widerstandswert, C der Wert des Kondensators, K^ das Verhältnis des Stromes der dritten Stromquelle (521) zum Strom der zweiten Stromquelle (520) und Kp das Verhältnis des Stromes der ersten Stromquelle (522) zum Strom der zweiten Stromquelle (520).

22. Tonweckerschaltung nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromquelle (522) abhängig von einem Frequenzsteuersignal das erste Bezugspotential auf einen anderen Wert verschiebt und damit den Spannungsbereich ändert, in welchem der Kondensator geladen und entladen werden xaxxß, und bewirkt, daß der Oszillator auf einer zweiten Frequenz arbeitet.

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23. Tonweckerschaltung nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C), die
zweite Stromquelle (520) und die dritte Stromquelle '--■ (521) gemeinsam an ein viertes Bezugspotential und *""-' an einen ersten Eingang (B) der Vergleichseinrichtung :"; (52J) angeschaltet sind, daß an einen zweiten Eingang :... (A) der Vergleichseinrichtung das zweite Bezugspotential (V ->) über den Widerstand (R) und eine Seite der ersten Stromquelle (522) angeschaltet sind, daß die andere
Seite der ersten Stromquelle mit dem vierten Bezugspotential verbunden ist und daß der Ausgang (D) der
Vergleichseinrichtung ein Eingangssignal an die erste
und die dritte Stromquelle gibt.

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Neue Ansprüche '!,"γ ^ Π Λ. Q R Ί 1

1. (Geändert) Tonweckerschaltung mit Eingangsanschlüssen zur Aufnahme von Rufstromsignalen, einem elektroakustischen Wandler ·-■■·-- (300) zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals, einer ■.„- ; Oszillator-Generatoreinrichtung (500) zur Aktivierung des elek*-—. troakustischen Wandlers und einem Leistungswandler (200), der ..;*** auf Rufstromsignale an den Eingangsanschlüssen anspricht und _ Leistung an die Tonweckerschaltung liefert, ' " dadurchgekennzeichnet, daß die Schaltung ferner Konstantstromgeneratoren (223, 224, 225, 226) aufweist, die an den Leistungswandler angeschaltet sind und Bezugsspannungspegel an die Oszillator-Generatoreinrichtung (500) liefern, und daß die Konstantstromgeneratoren eine Vielzahl von Stromspiegeln aufweisen, die mit der einen oder der anderen Leitung eines Paares von Ausgangsleitungen (104, 105) des Leistungswandlers (200) verbunden sind.

2. (Geändert) Tonweckerschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromgeneratoren eine Vielzahl von Transistoren aufweisen, die als Stromspiegel geschaltet sind und deren Emitter über Widerstände mit der einen oder der anderen Leitung des Paares von Ausgangsleitungen (104, 105) des Leistungswandlers (200) verbunden sind.

3. Tonweckerschaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner eine Fühleinrichtung (400) zur Unterscheidung zwischen gültigen und ungültigen Rufstromsignalen an den Eingangsanschlüssen aufweist.

4. Tonweckerschaltung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

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