DE4416550C1 - Schaltungsanordnung für Fernsprechendgeräte mit dem Leistungsmerkmal "Lauthören" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fern­ sprechendgeräte mit dem Leistungsmerkmal "Lauthören" gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die technische Entwicklung von Fernsprechendgeräten ist außer durch die Verwendung von immer komplexeren integrierten elek­ tronischen Schaltungsbausteinen (Sprechschaltung, Freisprech­ schaltung etc.) zu einem Großteil durch die Einführung von neuen Leistungsmerkmalen bestimmt. Eines dieser Leistungs­ merkmale ist das Leistungsmerkmal "Hörer laut". Mit diesem Leistungsmerkmal können insbesondere schwerhörige Menschen bei Bedarf die Lautstärke an der Hörkapsel im Handapparat verändern. Die Verbesserung des Angebots von Leistungsmerkma­ len ist dabei insbesondere für Komforttelefone ein wichtiger Aspekt.

Das Leistungsmerkmal, das beispielsweise durch das Betätigen einer Taste im Tastaturfeld des Fernsprechendgerätes akti­ viert wird, bewirkt eine Lautstärkeerhöhung bzw. eine Absen­ kung der Eingangsbezugsdämpfung des von der Hörkapsel in dem Handapparat abgegebenen akustischen Signals. Bei normalen einfachen Fernsprechendgeräten wird hierzu beispielsweise der Rückkopplungsweg vom z. B. in der Sprechschaltung integrier­ ten Empfangsverstärker umgeschaltet. Bei den Komforttelefonen wird meistens das Ausgangssignal des Hörkapselverstärkers als Steuersignal für den Empfangsteil des Lauthör- /Freisprechteils verwendet.

Aus der DE-Z: Telekom Unterrichtsblätter; Jg. 45, 8/1992, Seiten 296 bis 305 ist ein Komforttelefon mit der Bezeichnung "IQ-Tel 2" bekannt, das unter anderem die Leistungsmerkmale "Lauthören" und "Freisprechen" aufweist. Der Schaltungsaufbau des bekannten Komforttelefons ist in Fig. 1 prinzipiell - anhand von Funktionsblöcken - dargestellt. Die einzelnen Funktionsblöcke sind in der vorstehend genannten Druckschrift im Rahmen einer Schaltungsbeschreibung kurz erläutert. Die für die angesprochenen Leistungsmerkmale "Lauthören" und "Freisprechen" wesentlichen Schaltungen sind eine Sprech­ schaltung SPS mit einer nachgeschalteten Hörkapsel HK und ei­ ne Freisprechschaltung FSPS mit einem nachgeschalteten Laut­ sprecher LSP, einem Mikrofon MIF und einem Freisprechmikrofon FMIF. Die Sprechschaltung SPS enthält von einer an eine Teil­ nehmerleitung La, Lb, W angeschlossenen Leitungsanschaltein­ richtung LAE, die aus den Funktionsblöcken "Gabelumschaltung GU/Wahl bei aufliegendem Hörer WAH", "16-kHz-Sperre", "Verpolungsschutz", "NSI-Funktion" und "Schleifenerkennung" besteht, unter der Steuerungshoheit eines dem Komforttelefon ebenfalls zugeordneten Mikroprozessors MP ein Sprachsignal SSI. Vom Schaltungsaufbau vergleichbare Telefone sind auch aus den DE-35 22 915 A1 und DE-33 22 642 A1 bekannt.

Aus der DE-32 20 039 A1 ist darüber hinaus eine Schaltungsan­ ordnung für über die Teilnehmerleitung gespeiste Fernsprech­ stationen mit dem Leistungsmerkmal "Lauthören" wahlweise für Schwerhörige bekannt, die das Leistungsmerkmal "Hörer laut" durch Verringerung der Eingangsbezugsdämpfung (Erhöhung der Verstärkung) ohne Auswirkung auf die Lautstärke beim Lei­ stungsmerkmal "Lauthören" realisiert. Dies wird dadurch erreicht, daß die Anschlußleitung des Handapparates der Fernsprechstation mit einem vierpoligen Stecker wahlweise so an die Fernsprechstation anschaltbar ist, daß die Hörkapsel in dem Handapparat einmal mit den Ausgängen der Sekundärwick­ lung des Gabelübertragers und durch Verdrehen um 180° und Verschieben des Steckers zum anderen mit Ausgängen eines Lauthörverstärkers verbunden ist, wobei in jedem Fall das Mikrofon des Handapparat es mit den Eingängen eines Sendever­ stärkers verbunden ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ei­ ne Schaltungsanordnung für Fernsprechendgeräte mit dem Lei­ stungsmerkmal "Lauthören" anzugeben, die die Realisierung des Leistungsmerkmales "Hörer laut" durch Verringerung der Ein­ gangsbezugsdämpfung (Erhöhung der Verstärkung) ohne Auswir­ kung auf die Lautstärke beim Leistungsmerkmal "Lauthören" und ohne das aus dem Stand der Technik bekannte zusätzliche Umstecken und Verdrehen des Handapparates gewährleistet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der in dem Oberbegriff defi­ nierten Schaltungsanordnung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für Fernsprechendge­ räte, z. B. Komforttelefone, enthält eine der Sprechschaltung zugeordnete mehrstufige Verstärkerschaltung, die ein der Sprechschaltung zugeführtes Sprachsignal - bei einem deakti­ vierten Leistungsmerkmal "Hörer laut" - normal verstärkt so­ wohl an eine Hörkapsel als auch an eine Freisprechschaltung mit einem nachgeschalteten Lautsprecher abgibt und die das Sprachsignal - bei einem aktivierten Leistungsmerkmal "Hörer laut" - an der Hörkapsel entsprechend verstärkt und an die Freisprechschaltung mit dem nachgeschalteten Lautsprecher weiterhin normal verstärkt abgibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 2 erläutert.

Fig. 2 zeigt eine Teilschaltung TS der Sprechschaltung SPS, die das der Sprechschaltung SPS zugeführte Sprachsignal SSI

• (1) im fernsprechendgerätespezifischen Zustand "normale Laut­ stärke an der Hörkapsel HK" normal verstärkt an die Hör­ kapsel HK abgibt und außerdem im Fall des aktivierten fernsprechendgerätespezifischen Zustands "Lauthören" ebenfalls normal verstärkt - im Sinne einer Vorverstär­ kung - an die Freisprechschaltung FSPS mit dem nachge­ schalteten Lautsprecher LSP abgibt und
• (2) im fernsprechendgerätespezifischen Zustand "erhöhte Laut­ stärke an der Hörkapsel HK" entsprechend dieser Erhöhung verstärkt an die Hörkapsel HK abgibt und außerdem im Fall des aktivierten fernsprechendgerätespezifischen Zustands "Lauthören" weiterhin normal verstärkt - im Sinne einer Vorverstärkung - an die Freisprechschaltung FSPS mit dem nachgeschalteten Lautsprecher LSP - analog zu (1) - ab­ gibt.

Die Zustandssteuerung des Fernsprechendgerätes bezüglich der Leistungsmerkmale "Hörer laut" und "Lauthören" wird von dem Mikroprozessor MP nach Fig. 1 vorgenommen, der dazu entspre­ chende Schaltelemente, ein erstes Schaltelement SE1 bzw. ein zweites Schaltelement SE2, steuert.

Um die unter (1) und (2) angegebenen fernsprechendgerätespe­ zifischen Vorgänge ausführen zu können, ist die Teilschaltung TS wie folgt aufgebaut:
In der Teilschaltung TS ist ein erster Verstärker V1 vorgese­ hen, der ausgangsseitig einerseits mit der Hörkapsel HK und andererseits über einen Kopplungswiderstand R_K mit dem Ein­ gang eines zweiten Verstärkers V2 verbunden ist. Während der erste Verstärker V1 beispielsweise als Operationsverstärker ausgebildet ist, ist der zweite Verstärker V2 beispielsweise als Bipolar-Transistor ausgebildet. Selbstverständlich können die beiden Verstärker auch jeweils mit anderen elektronischen Bauelementen realisiert werden. Eine Beschränkung der anson­ sten freien Verstärkerauswahl besteht lediglich darin, daß im fernsprechendgerätespezifischen Zustand "erhöhte Lautstärke an der Hörkapsel HK (Hörer laut)" die Absenkung der Eingangs­ bezugsdämpfung für die Freisprechschaltung FSPS unverändert bleiben soll. Die Erhöhung der Empfangsverstärkung beim Laut­ hören ist deshalb unerwünscht, weil am Lautsprecher LSP durch die Erhöhung der Empfangsverstärkung unangenehme Rückkopp­ lungseffekte (z. B. Pfeifgeräusche) entstehen können (vgl. hierzu die DE 42 22 465 A1 und die deutsche Patentanmeldung DE 44 07 102 C1). Aus diesem Grund wird der als Bipolar-Transi­ stor ausgebildete zweite Verstärker V2 vorzugsweise als Impe­ danzwandler bzw. als Emitterfolger mit einem Emitterwider­ stand R_E betrieben.

Der als Operationsverstärker ausgebildete erste Verstärker V1 weist im Rückkopplungszweig eine Parallelschaltung aus einem ersten Rückkopplungswiderstand R_RK1 und einem ersten Rück­ kopplungskondensator C_RK1 auf, mit denen der erste Verstärker V1 bezüglich der Gleichstromcharakteristik (DC-Einstellung) und der oberen Grenzfrequenz eingestellt wird. Darüber hinaus ist der Eingang des ersten Verstärkers V1 über eine Serien­ schaltung aus einem zweiten Rückkopplungskondensator C_RK2. und einem zweiten Rückkopplungswiderstand R_RK2 mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers V2 verbunden. Die Serienschaltung ist da­ bei so dimensioniert, daß der zweite Rückkopplungswiderstand R_RK2 sehr viel kleiner als der erste Rückkopplungswiderstand R_RK1 der Parallelschaltung ist (R_RK2 « R_RK1).

Der als Bipolar-Transistor ausgebildete und als Impedanzwand­ ler (Emitterfolger mit dem Emitter-Widerstand RE) betriebene Verstärker V2 ist bezüglich seiner Eingangsimpedanz so dimen­ sioniert, daß diese sehr viel größer ist als der Kopplungswi­ derstand R_K, so daß der Spannungsabfall über den Kopplungswi­ derstand R_K vernachlässigbar ist. Damit die Lautstärke an der Hörkapsel HK bedarfsweise (nach Aktivierung des Leistungs­ merkmals "Hörer laut") erhöht werden kann, ist an den Eingang des zweiten Verstärkers V2 eine Serienschaltung aus einem Kondensator C_Z und einem Widerstand R_Z in Abhängigkeit von der Schalterstellung des ersten Schaltelementes SE1 an­ schließbar. Dieses erste Schaltelement SE1 wird wie bereits erwähnt, von dem Mikroprozessor MP in Abhängigkeit davon ge­ steuert, ob gemäß der Darstellung in Fig. 1 beispielsweise an der Tastatur des Komforttelefons eine "Hörer laut"- Taste gedrückt worden ist. Per Definition bewirkt dieser Tasten­ druck, daß das Leistungsmerkmal "Hörer laut" aktiviert oder deaktiviert ist. Während das Leistungsmerkmal "Hörer laut" in der geschlossenen Schalterstellung aktiviert ist, ist das Leistungsmerkmal "Hörer laut" bei geöffnetem Schaltelement SE1 deaktiviert. Das Schaltelement SE1 ist dabei vorzugsweise als Transistor, z. B. als MOS- oder Bipolar-Transistor, aus­ gebildet.

Im geöffneten Zustand des Schaltelementes SE1 ergibt sich für die Hörkapsel HK eine Verstärkung (A_HK1), die in etwa dem ohmschen Produkt aus "Eingangswechselstrom I_{in *} zweiter Rückkopplungswiderstand R_RK2" (A_HK1 ≈ I_in × R_RK2) entspricht. Im Übertragungsbereich für das Sprachsignal SSI ist die Kapa­ zität des in Serie zu dem zweiten Rückkopplungswiderstand R_RK2 geschalteten zweiten Rückkopplungskondensators C_RK2 nicht relevant.

Im geschlossenen Zustand des Schaltelementes SE1 ergibt sich für die Hörkapsel HK eine Verstärkung (A_HK2), die in etwa dem ohmschen Produkt aus "Eingangswechselstrom I_{in *} zweiter Rückkopplungswiderstand R_{RK2 *} Widerstandsverhältnis von dem Kopplungswiderstand R_K und dem Widerstand R_Z zum Widerstand RZ′′ (A_HK2 ≈ I_in × R_RK2 × (R_K + R_Z)/R_Z) entspricht. Im Übertra­ gungsbereich für das Sprachsignal SSI ist die Kapazität des in Serie zu dem Widerstand R_Z geschalteten Kondensators C_Z nicht relevant.

Beim Lauthören, d. h., wenn das zweite Schaltelement SE2 von dem Mikroprozessor MP geschlossen worden ist, ergibt sich für die Freisprechschaltung FSPS mit dem nachgeschalteten Laut­ sprecher LSP eine Vorverstärkung (A_LSP), die unabhängig von der Schalterstellung des ersten Schaltelementes SE1 in etwa dem ohmschen Produkt aus "Eingangswechselstrom I_{in *} zweiter Rückkopplungswiderstand R_RK2" (A_LSP ≈ I_in × R_RK2) entspricht. Das zweite Schaltelement SE2 kann dabei - wie das erste Schaltelement SE1 - als MOS- oder Bipolar-Transistor ausge­ bildet sein.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung für Fernsprechendgeräte mit dem Lei­ stungsmerkmal "Lauthören", mit

• a) einer Sprechschaltung (SPS),
• a1) die ausgangsseitig mit einer Hörkapsel (HK) und einer Lauthöreinrichtung (FSPS, LSP) verbunden ist und
• a2) der eine erste gemeinsame Verstärkerschaltung (V1, C_RK1, R_RK1) für die Hörkapsel (HK) und die Lauthöreinrichtung (FSPS, LSP) zugeordnet ist, und
• b) Mitteln (MP, SE1, SE2) zur Zustandssteuerung des Fernsprechendgerätes bezüglich der Leistungsmerkmale "Hörer Laut" und/oder "Lauthören",

dadurch gekennzeichnet, daß

• c) der Sprechschaltung (SPS) eine zweite Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) zugeordnet ist, die der ersten Verstärkerschaltung (V1, C_RK1, R_RK1) nachgeschaltet ist,
• d) der Ausgang der zweiten Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) über eine erste Impedanzschaltung (C_RK2, R_RK2) mit dem Eingang der ersten Verstärkerschaltung (V1, C_RK1, R_RK1) verbunden ist und
• e) eine zweite Impedanzschaltung (C_Z, R_Z), die bei der Zustandssteuerung des Leistungsmerkmals "Hörer Laut" von den Mitteln zur Zustandssteuerung (MP SE1) derart an die hintereinandergeschalteten Verstärkerschaltungen (V1, C_RK1, R_RK1, V2, R_K, R_E) geschaltet ist, daß der von den Verstärkerschaltungen (V1, C_RK1, R_RK1, V2, R_K, R_E) gebildete Gesamtverstärkungsfaktor für die Hörkapsel (HK) im Sinne des Leistungsmerkmales "Hörer Laut" verändert und für die Lauthöreinrichtung (FSPS, LSP) im wesentlichen unverändert ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Impedanzschaltung (C_Z, R_Z) an den Eingang der zweiten Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) angeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel (MP, SE1) zum Anschalten der zweiten Impedanzschaltung (C_Z, R_Z) an den Eingang der zweiten Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) ein Schaltelement (SE1) aufweisen, das als Transistor ausgebildet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) als Impedanzwandler ausgebildet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Verstärkerschaltung (V2, R_K, R_E) als Bipolar-Transistor im Emitterfolgerbetrieb ausgebildet ist