DE60224985T2

DE60224985T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Unterbinden von Einschaltgeräuschen am Ausgang eines Funktelefonhörers

Info

Publication number: DE60224985T2
Application number: DE60224985T
Authority: DE
Inventors: Damien Mendoza; Jean-Christophe Jiguet; Lorenzo Indiani
Original assignee: Texas Instruments France SAS; Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments France SAS; Texas Instruments Inc
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2022-05-11
Also published as: EP1361656A1; EP1361656B1; US20040204162A1; US7084701B2; DE60224985D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung liegt auf dem Gebiet der drahtlosen Telephone, wobei sie spezifischer auf eine Audioausgangs-Schaltungsanordnung für drahtlose Telephone gerichtet ist.
In den letzten Jahren hat die Popularität drahtloser Telephone infolge vieler neuerer Verbesserungen in der Architektur und der Leistung der Handapparate drahtloser Telephone im hohen Maße zugenommen. Diese Verbesserungen haben eine verbesserte Audiowiedergabetreue, einen größeren Empfangsbereich und eine vergrößerte Menge von Merkmalen bereitgestellt, während die Kosten des Handapparats und des drahtlosen Dienstes dennoch verringert wurden. Verbesserungen der Batterietechnologie und außerdem eine niedrigere Leistungsaufnahme der Telephonschaltungsanordnung haben die Lebensdauer der Batterie der drahtlosen Telephone verbessert, was außerdem ein Faktor bei der vergrößerten Popularität der drahtlosen Telephonie ist.
Freisprechzubehöre haben außerdem die Verwendbarkeit drahtloser Telephone vergrößert. Wie wohlbekannt ist, ist das typische Freisprechzubehör eine Sprechgarnitur, die sowohl ein Mikrophon als auch eine Hörmuschel enthält. Insbesondere verringern diese Zubehöre außerdem einige der Sicherheitsrisiken, die der Verwendung des Telephons bei Führen eines Kraftfahrzeugs zugeordnet sind. Der Komfort moderner Freisprechzubehöre wird daraus offensichtlich, dass zahllose Anwender drahtloser Telephone ihre drahtlosen Telephongespräche unter Verwendung des Freisprechzubehörs ausführen, selbst wenn sie nicht fahren.
Es ist jedoch beobachtet worden, dass manchmal ein etwas lautes "Pop"-Geräusch am Audioausgang eines drahtlosen Telephons erzeugt werden kann, wenn es zuerst eingeschaltet wird. Das Geräusch wird durch einen unsymmetrischen Ausgang eines Audioverstärkers verursacht, der einen plötzlichen Spannungsübergang ausführt, wenn er vorgespannt wird. Dieser plötzliche Übergang erzeugt eine relativ große Spitze des Ausgangstroms mit einer scharfen Anstiegszeit und folglich mit einem breiten Frequenzbereich, der die hörbaren Frequenzen enthält. Da sich diese Spitze zu dem Lautsprecher oder der Hörmuschel des Telephons ausbreitet, ist das Ergebnis ein "Pop"-Geräusch. Dieses "Pop"-Geräusch tritt im Allgemeinen am Lautsprecher eines herkömmlichen drahtlosen Telephons nicht auf, der eine symmetrische Last ist, die ein differentielles Ausgangssignal empfängt; während des Einschaltens des Lautsprecherverstärkers sehen beide differentiellen Eingänge des Lautsprechers die gleiche Spannungsvariation, daher gibt es keine Stromvariation durch die Lautsprecherlast und deshalb keinen "Pop". Das "Pop"-Geräusch kann jedoch durch die Hörmuschel einer Sprechgarnitur unangenehm laut sein, die durch einen unsymmetrischen Ausgang angesteuert wird.
Das "Pop"-Geräusch ist außerdem in anderen Situationen wahrnehmbar. Eine derartige Situation ergibt sich im Fall eines kurzen Ausschaltens des Verstärkers. Typischerweise koppeln ein oder mehrerer Kondensatoren den Lautsprecher an den Audioverstärker und hindern die Gleichstromkomponenten vom Verstärkerausgang an der Ausbreitung zum Lautsprecher. Falls sich diese Kapazität beim Ausschalten zu schnell entlädt, kann eine "Pop"-Wirkung in hörbaren Frequenzen erzeugt werden. Falls umgekehrt diese Kapazität beim Ausschalten nicht völlig entladen wird, kann die verbleibende Ladung in den Kondensatoren beim nächsten Einschalten des Verstärkers einen Spannungsstoß verursachen, der für ein "Pop" im Lautsprecher der Hörmuschel ausreichend ist.
Frühere Versuche, dieses "Pop"-Geräusch im Kontext drahtloser Telephone zu verringern, haben die Verwendung passiver Komponenten außerhalb der integrierten Schaltungen einschließlich des Audioverstärkers umfasst. Diese externen Komponenten tragen selbstverständlich zu den Herstellungskosten des drahtlosen Telephons bei, wobei sie außerdem nicht für die Verringerung des Formfaktors des Handapparats förderlich sind, dessen Verringerung ein laufender Wunsch in der Technik ist. Außerdem führt die relativ große Größe der passiven Komponenten außerhalb des Chips signifikant Energie ab, was in batteriebetriebenen mobilen Vorrichtungen, wie z. B. drahtlosen Telephonen, von besonderer Bedeutung ist.
Als weiterer Hintergrund beschreibt US-Patent Nr. 5.537.081 eine Audioverstärker-Schaltungsanordnung, in der der Audioverstärker eine Eingangstufe besitzt, die bei einer Gleichtakt-Eingangsspannung von null arbeitet, und eine Ausgangsstufe besitzt, um das Niederspannungsende eines Spannungshubs in der Nähe der Masse bereitzustellen. Dieser Literaturhinweis offenbart außerdem ein Nebenschlussschaltungssystem, um externe Kondensatoren zu entladen, was das "Pop"-Geräusch von der Restladung beim Einschalten verhindert.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine analoge Schaltung zu schaffen, die digital gesteuert wird, um das "Pop"-Geräusch beim Einschalten des Audioverstärkers in einem drahtlosen Telephon zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine derartige Schaltung zu schaffen, die wenig Chip-Fläche der integrierten Schaltung erfordert.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine derartige Schaltung zu schaffen, die programmierbar steuerbar ist.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine derartige Schaltung zu schaffen, die außerdem das "Pop"-Geräusch beim Ausschalten des Telephons verhindern kann.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine derartige Schaltung zu schaffen, die programmierbar freigeben und gesperrt werden kann.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung zusammen mit ihrer Zeichnung offensichtlich sein.
Die vorliegende Erfindung kann mittels Vorlade- und Entladetransistoren implementiert sein, die mit dem Ausgangsknoten eines Audioverstärkers im Handapparat eines drahtlosen Telephons verbunden sind. Die Vorlade- und Entladetransistoren laden vorzugsweise den Ausgangsknoten vor, wobei sie folglich die Spannung an einem externen Kondensator, der den Ausgang des Audioverstärkers an einem Lautsprecher, wie z. B. eine Hörmuschel, koppelt, auf eine Zwischenspannung vorladen. Die Vorlade- und Entladetransistoren werden entsprechend dem Zustand eines programmierbaren Registers gesteuert, wobei sie in Reaktion auf das Freigeben und das Sperren des Sprachabwärtsstreckenbetriebs und außerdem in Reaktion auf das Freigeben und das Sperren des Sprechgarniturausgangs arbeiten.
KURZBESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltplan in schematischer Form eines Handapparats eines drahtlosen Telephons gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Blockschaltplan in schematischer Form der Audioverstärker-Schaltungsanordnung im Handapparat des drahtlosen Telephons nach 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3a bis 3c sind Impulspläne, die den Betrieb der Audioverstärker-Schaltungsanordnung nach 2 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beim Verhindern eines hörbaren "Pop"-Geräuschs veranschaulichen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Beispiel der Implementierung in einem batteriebetriebenen drahtlosen Telephon beschrieben, das im Zusammenhang mit einer Freisprech-Sprechgarnitur verwendet wird. Diese Beschreibung wird bereitgestellt, weil erwartet wird, dass diese Erfindung besonders nützlich ist, wenn sie in einer derartigen Anwendung verwendet wird. Es wird außerdem erwartet. dass diese Erfindung in vielen anderen Anwendungen von ähnlichem Nutzen ist, die für ein "Pop"-Geräusch anfällig sind, einschließlich mobiler Audiowiedergabegeräte, mobiler Computervorrichtungen und dergleichen. Es ist deshalb selbstverständlich, dass vorgesehen ist, dass diese und andere Alternativen für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen im Umfang der Erfindung liegen, wie er beansprucht ist.
1 veranschaulicht in Blockform die Konstruktion des drahtlosen Telephons 10 gemäß einer beispielhaften Implementierung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Hochfrequenz-Sender/Empfänger (HF-Sender/Empfänger) 17 an eine Antenne gekoppelt, wobei er für die Sendung und den Empfang der HF-Signale über das drahtlose Kommunikationsnetz verantwortlich ist. Der HF-Sender/Empfänger 17 ist in diesem Beispiel bidirektional an eine Grundband-Schaltungsanordnung 12 gekoppelt. In modernen drahtlosen Handapparaten enthält die Grundband-Schaltungsanordnung 12 sowohl eine analoge als auch eine digitale Schaltungsanordnung zum Verarbeiten der Anwendersignale. Die Grundband-Schaltungsanordnung 12 enthält z. B. herkömmliche analoge Verstärker und Sprachband- und Hochfrequenz-Codierer/Decodierer-Schaltungen (Sprachband- und Hochfrequenz-"Codec"-Schaltungen) zum Codieren und Decodieren der Signale in die geeignete Form für die Modulation auf der Sendeseite und für die Ausgabe an den Anwender auf der Empfangsseite. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung enthält die Grundband-Schaltungsanordnung 12 außerdem einen Modulator zum Modulieren der codierten Signale in digitale Phasen- und Amplitudensignale für die Eingabe in den HF-Sender/Empfänger 17 und einen Demodulator zum Demodulieren der empfangenen Signale in einen digitalen Grundband-Datenstrom.
Der digitale Signalprozessor (DSP) 18 ist an den HF-Sender/Empfänger 17 und an die Grundband-Schaltungsanordnung 12 gekoppelt und führt die digitale Signalverarbeitung an den Signalen, die zu senden sind, und an den empfangenen Signalen in der im Stand der Technik bekannten Weise aus. Der DSP 18 kann als ein im Stand der Technik verfügbarer herkömmlicher digitaler Signalprozessor implementiert sein, z. B. als ein Mitglied der TMS320c5x- oder TMS320c6x-Familien der digitalen Signalprozessoren, die von Texas Instruments Incorporated verfügbar sind, die die Fähigkeit besitzen, die notwendigen digitalen Operationen im Handapparat 10 auszuführen. Insbesondere wird erwartet, dass der DSP 18 einen signifikanten Betrag der digitalen Filterung der durch die Grundband-Schaltungsanordnung 12 verarbeiteten Datensignale ausführen kann. In der Tat wird erwartet, dass der DSP 18 und die Grundband-Schaltungsanordnung 12 tatsächlich in einer einzigen integrierten Schaltung integriert sein können. Der DSP 18 unterstützt außerdem einige der Unterstützungsfunktionen des drahtlosen Telephons 10, einschließlich der Eingabe und der Ausgabe über die Tastatur- und Anzeige-Steuerschaltung 15, insbesondere in dem Fall der drahtlosen 3G-Dienste, bei denen Nutzlastsignale außerdem Signale mit höherer Komplexität, wie z. B. Computer- und Videodaten, enthalten können. Das drahtlose Telephon 10 enthält außerdem eine Energiemanagement-Schaltungsanordnung 19, die derartige Funktionen wie integrierte Energieversorgungen, Regler für niedrigere Ausfallspannungen, die Spannungsüberwachung der Energieversorgung, die Batterie- und Temperaturüberwachung und dergleichen enthalten.
Das drahtlose Telephon 10 enthält ferner die Fähigkeit der Eingabe und der Ausgabe über die Tastatur-/Anzeigesteuerfunktion 15, insbesondere im Fall von drahtlosen 3G-Diensten, bei denen die Nutzlastsignale außerdem Signale mit höherer Komplexität, wie z. B. Computer- und Videodaten, enthalten können. Das drahtlose Telephon 10 enthält außerdem die Energiequellenmanagementfunktion 19, die derartige Funktionen wie z. B. integrierte Energieversorgungen, Regler für niedrigere Ausfallspannungen, die Spannungsüberwachung der Energieversorgung, die Batterie- und Temperaturüberwachung und dergleichen enthalten kann.
Die Grundband-Schaltungsanordnung 12 im drahtlosen Telephon 10 enthält außerdem die Audioverstärker 15, die für das Empfangen und das Verstärken der analogen Audioeingabe vom Mikrophon M und für das Empfangen und das Verstärken der analogen Audioausgabe über den Lautsprecher S verantwortlich sind. In diesem Beispiel sind außerdem die Audioverstärker 15 an die Sprechgarnitur HS gekoppelt, die sowohl ein Mikrophon als auch Lautsprecher enthält, wie im Stand der Technik bekannt ist. Selbstverständlich können alternativ andere Eingabe- und Ausgabevorrichtungen auf Wunsch durch die Audioverstärker 15 bedient werden.
Wie im Stand der Technik bekannt ist, ist infolge verschiedener Last- und Ansteuerungseigenschaften für Lautsprecher verschiedener Typen und Größen vorgesehen, dass verschiedene spezifische Verstärker verwendet werden, um verschiedene Ausgangslautsprecher im drahtlosen Telephon 10 anzusteuern. Es ist z. B. vorgesehen, dass die Audioverstärker 15 einen Verstärker für den Lautsprecher S des Handapparats und einen weiteren separaten Verstärker für den Lautsprecher in der Sprechgarnitur HS enthalten. Wie außerdem im Stand der Technik bekannt ist, enthält das drahtlose Telephon 10 vorzugsweise eine physikalische Buchse, in die die Sprechgarnitur HS gesteckt ist. Wie im Stand der Technik wohlbekannt ist, verursacht die Handlung des Einsetzens des Sprechgarnitursteckers in die Buchse außerdem, dass die Audioverstärker 15 den Verstärker für den Lautsprecher S sperren, so dass der Ton nicht sowohl den Lautsprecher S als auch die Sprechgarnitur HS ansteuert.
Nun wird unter Bezugnahme auf 2 die Konstruktion der Sprechgarnitur-Verstärkerschaltung 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Während die Sprechgarnitur-Verstärkerschaltung 20 vorzugsweise in den Audioverstärkern 15 in der Grundband-Schaltungsanordnung 12 des drahtlosen Telephons verkörpert ist, wie in 1 gezeigt ist, kann sich die Sprechgarnitur-Verstärkerschaltung 20 alternativ anderswo in der funktionalen Architektur des drahtlosen Telephons 10 befinden.
Die Sprechgarnitur-Verstärkerschaltung 20 ist um den Verstärker 22 zentriert, der ein herkömmlicher Audioverstärker ist, der für das Ansteuern der Sprechgarnitur HS geeignet ist. In diesem Beispiel empfängt der Verstärker 22 ein analoges Eingangssignal auf der Leitung AUDOUT und steuert den Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur mit einem unsymmetrischen Signal vom Knoten HSO durch die Sprechgarniturbuchse HSJ an. Der Entkopplungskondensator C_DEC ist außerdem in Reihe zwischen dem Knoten HSO und der Sprechgarnitur HS vorgesehen, vorzugsweise als eine externe Komponente im drahtlosen Telephon 10, um das Rauschen am Ausgangsknoten HSO zu verringern. Ein typischer Wert für den Kondensator C_DEC beträgt 22 μF, der ausreichend groß ist, so dass er nicht in der integrierten Schaltung integriert ist, die den Verstärker 22 enthält. Der Verstärker 22 wird durch den Zustand des VDLHSO-Registerbits 30a freigegeben und gesperrt, wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird.
Wie in 2 gezeigt ist, befindet sich die Sprechgarniturbuchse HSJ an ihrem Ort an der Grenze des drahtlosen Telephons 10, wobei sich die Sprechgarnitur HS außerhalb des drahtlosen Telephons 10 befindet. Der Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur stellt eine Last dar, die eine Impedanz besitzt, die zu einem RC-Netzwerk aus dem Kondensator C_HS und dem Widerstand R_HS äquivalent ist. In modernen Sprechgarnituren beträgt ein typischer Wert für den Kondensator C_HS etwa 50 pF, während ein typischer Wert für den Widerstand R_HS etwa 32 Ω beträgt. Diese Lastimpedanz in Kombination mit dem Entkopplungskondensator C_DEC kann dem Träger der Sprechgarnitur HS einen relativ lauten "Pop" präsentieren, falls das Einschalten der Sprachabwärtsstrecke durch das drahtlose Telephon 10 einen signifikanten Ausgangsübergang am unsymmetrischen Ausgang des Verstärkers 22 am Knoten HSO verursacht.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Transistoren 26, 28 vorgesehen, um dieses "Pop"-Geräusch zu eliminieren. In diesem Beispiel sind die Transistoren 26, 28 p-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Transistoren (p-Kanal-MOS-Transistoren), die in einer Gegentaktweise an den Knoten HSO gekoppelt sind. Selbstverständlich können die Transistoren 26, 28 alternativ n-Kanal-MOS-Transistoren sein, wobei sie komplementäre MOS-Transistoren (CMOS-Transistoren) oder sogar bipolare Vorrichtungen sein können. Der Source-Drain-Pfad des Transistors 26 ist zwischen die Energieversorgung V_dd und den Knoten HSO geschaltet, während der Source-Drain-Pfad des Transistors 28 zwischen den Knoten HSO und Masse geschaltet ist. Die Gates der Transistoren 26, 28 werden durch die Steuerlogik 24 angesteuert, wie im Folgenden beschrieben wird. Die Größen der Transistoren 26, 28 sind vorzugsweise so ausgewählt, dass die Anstiegszeit des Vorladens und des Entladens vorzugsweise in einem Bereich von etwa 7 ms bis etwa 20 ms, z. B. etwa 13 ms, liegt. Unter Verwendung aktueller Technologie wird erwartet, dass die durchschnittliche Stromaufnahme des Transistors 26 während des Vorladens vorzugsweise in der Größenordnung von 3 mA oder weniger liegt. Selbstverständlich hängen außerdem die spezifischen Größen und Verstärkungsfaktoren der Transistoren 26, 28 von der durch die Sprechgarnitur HS dargestellten Last und von anderen Faktoren ab.
Die Steuerlogik 24 empfängt die Eingaben von verschiedenen Registerbits 30, wie in 2 gezeigt ist. Es ist vorgesehen, dass die Registerbits 30 durch den DSP 18 (1) oder eine andere programmierbare Schaltungsanordnung (z. B. in der Grundband-Schaltungsanordnung 12 oder anderswo im drahtlosen Telephon 10) unter der Steuerung des Anwenders oder gemäß einem vorgegebenen Ablauf des Betriebs geschrieben werden können. In diesem Beispiel empfängt die Steuerlogik 30 den Zustand des VDLHSO-Registerbits 30a, des VDLON-Registerbits 30b, des HSODIS-Registerbits 30c, des HSOCHG-Registerbits 30d und des HSOAUTO-Registerbits 30e. Die durch diese Registerbits 30 gesteuerten Funktionen werden wie auch die Funktionalität der Steuerlogik 24 beim Steuern der Gates der Transistoren 26, 28 im Folgenden beschrieben. Die Steuerlogik 24 kann entweder als eine Kombinations- oder sequentielle Logik konstruiert sein, um die Funktionen auszuführen, die nun beschrieben werden. Es wird erwartet, dass die Fachleute auf dem Gebiet unter Bezugnahme auf diese Beschreibung die Steuerlogik 24 unter Verwendung herkömmlicher Verfahren der Verwirklichung leicht implementieren können.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Transistoren 26 und 28 auf derselben integrierten Schaltung wie der Verstärker 22, die Steuerlogik 24 und außerdem ein Register, das die Registerbits 30a bis 30e enthält, implementiert. Diese Fähigkeit erlaubt die Verwirklichung der Audioverstärkerschaltung 20 in einer preisgünstigen Weise, in der die durch die Schaltungselemente verbrauchte Energie minimiert werden kann.
Das VDLON-Registerbit 30b gibt den Einschalt- oder Ausschaltzustand des Audioausgangspfades an. Wenn das VDLON-Registerbit 30b gelöscht ist (d. h. sich in einem "0"-Zustand befindet, gibt es an, dass die Sprachabwärtsstrecke im drahtlosen Telephon 10 mit Ausnahme der einzelnen Audioverstärker gesperrt ist, während, wenn das VDLON-Registerbit gesetzt ist (d. h. in einem "1"-Zustand), es angibt, dass die Sprachabwärtsstrecke im drahtlosen Telephon 10 mit Ausnahme der einzelnen Audioverstärker freigegeben ist. In diesem Beispiel wird der Sprechgarniturverstärker 20 durch das VDLHSO-Registerbit 30a freigegeben und gesperrt. Der Löschzustand des VDLHSO-Registerbits 30a sperrt den Verstärker 22 und überträgt den freigegebenen Zustand zur Steuerlogik 24; wenn umgekehrt das VDLHSO-Registerbit 30a gesetzt ist, gibt es den Verstärker 22 frei und überträgt diesen Zustand zur Steuerlogik 24. Wenn das VDLON-Registerbit 30b gelöscht ist, beeinflusst selbstverständlich der Zustand des VDLHSO-Registerbits 30a nicht den Zustand des Verstärkers 22.
Das HSODIS-Registerbit 30c gibt das Entladen des Knotens HSO durch den Transistor 28 frei und sperrt das Entladen des Knotens HSO durch den Transistor 28. In der normalen Betriebsart ist, wie im Folgenden beschrieben wird, das Entladen gesperrt, wenn das HSODIS-Registerbit 30c gelöscht ist, während es freigegeben ist, wenn das HSODIS-Registerbit 30c gesetzt ist. Ähnlich gibt das HSOCHG-Registerbit 30d, wenn es gesetzt ist, das Vorladen des Knotens HSO durch beide Transistoren 26 und 28 in der normalen Betriebsart frei, während der Löschzustand des HSOCHG-Registerbits 30d das Vorladen sperrt. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, wird der Zustand des HSOCHG-Registerbits 30d in einer automatischen Betriebsart, wenn das HSOAUTO-Registerbit 30e gesetzt ist, durch die Steuerlogik 24 selbst gesetzt und gelöscht, während er in der normalen Betriebsart, wie durch den Löschzustand des HSOAUTO-Registerbits 30e angegeben ist, durch den DSP 18 oder eine andere Schaltungsanordnung gesetzt und gelöscht wird.
Der Betrieb des Sprechgarniturverstärkers 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nun im Zusammenhang mit dem Impulsplan nach 3a ausführlich beschrieben. 3a veranschaulicht diesen Betrieb in seiner normalen Betriebsart im Gegensatz zu seiner automatischen Betriebsart (die im Folgenden bezüglich 3b beschrieben wird). Wie oben beschrieben worden ist, wird die normale (nicht automatische) Betriebsart ausgewählt, indem das HSOAUTO-Registerbit 30e gelöscht wird.
In diesem Beispiel, in dem die Sprechgarnitur HS in die Sprechgarniturbuchse HJ gesteckt ist, wird das Vorladen im Sprechgarniturverstärker 20 zu oder vor dem Zeitpunkt t₀ freigegeben, indem das HSOCHG-Registerbit 30d durch den DSP 18 oder durch eine andere Steuerschaltungsanordnung gesetzt wird. Außerdem ist in diesem Beispiel das HSODIS-Registerbit 30c gesetzt, um das Entladen beim Sperren der Sprachabwärtsstrecke freizugeben. Der Setzzustand des HSOCHG-Registerbits 30d priorisiert jedoch das Vorladen gegenüber dem Entladen und setzt die Wirkung des HSODIS-Registerbits 30c vorläufig außer Kraft. Dies verringert die Anzahl der Steuerregisterbits, die während des Betriebs gesetzt und gelöscht werden müssen.
Vor dem Zeitpunkt t₀ im Betrieb nach 3a ist das VDLON-Registerbit 30a gelöscht, was angibt, dass die Sprachabwärtsstrecke in dem drahtlosen Telephon 10 ausgeschaltet ist. Außerdem ist zu diesem Zeitpunkt das VDLHSO-Registerbit 30a gelöscht, was angibt, dass der Audioverstärker 22 gesperrt ist. Zum Zeitpunkt t₀ beginnt die Sprachabwärtsstrecke ihr Einschalten, wobei sie den Audioverstärker 22 auf die Audioausgabe vorbereitet. Das Einschalten wird durch das Setzen des VDLON-Registerbits 30a durch den DSP 18 oder eine andere Schaltungsanordnung freigegeben. Dieser Zustand in Kombination mit dem bereits gesetzten HSOCHG-Registerbit 30d veranlasst die Steuerlogik 24, den Sprechgarniturverstärker 20 in einen Vorladezustand zu versetzen, wie durch die Linie "DL-Zustand" in 3a gezeigt ist. Beginnend vom Zeitpunkt t₀, wie in
3a gezeigt ist, schaltet die Steuerlogik 24 beide Transistoren 26 und 28 durch, was den Ausgangsknoten HSO auf eine Spannung zwischen der Energieversorgungsspannung V_dd und Masse, vorzugsweise der Mittelpunktsspannung V_dd/2, vorlädt. In dem Beispiel nach 3a wird der Knoten HSO durch die Transistoren 26 und 28 lange vor dem Zeitpunkt t₁ auf seinen asymptotischen Pegel der Mittelpunktspannung V_dd/2 vorgeladen. Die Größen der Transistoren 26 und 28 sind vorzugsweise so optimiert, dass das Vorladen des Ausgangsknotens HSO auf seine gewünschte Spannung (z. B. V_dd/2) rechtzeitig, aber langsam genug ausgeführt wird, so dass eine signifikante Amplitude in den hörbaren Frequenzen vermieden wird und folglich das Vorladen im Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur effektiv leise ist. Alternativ kann ein einziger Transistor verwendet werden, um den Knoten HSO auf eine Zwischenspannung (z. B. V_dd/2) vorzuladen, die durch die Spannungsregelungs-Schaltungsanordnung oder einen Spannungsteiler im drahtlosen Telephon 10 bereitgestellt wird.
Zum Zeitpunkt t₁ wird das VDLHSO-Registerbit 30a gesetzt, was den Audioverstärker 22 freigibt, um das Audioabwärtsstreckensignal auf der Leitung AUDOUT in ein verstärktes Signal zu verstärken, das über den Knoten HSO in den Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur eingegeben wird. Die Steuerlogik 24 reagiert auf den Setzzustand des VDLHSO-Registerbits 30a, indem sie die Transistoren 26 und 28 unterbricht. Der Verstärker 22 besitzt folglich die volle Steuerung über den Knoten HSO, da sowohl das Vorladen als auch das Entladen gesperrt sind, wobei die Transistoren 26, 28 ausgeschaltet sind. Wie in 3a gezeigt ist, präsentiert daher vom Zeitpunkt t₁ der Knoten HSO in Reaktion auf das Signal auf der Leitung AUDOUT dem Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur eine verstärkte Spannung. Weil der Knoten zum Zeitpunkt t₁ auf eine Spannung in der Nähe von V_dd/2 vorgeladen ist und weil der Audioverstärker 22 seinen Ausgang anfangs auf eine gemeinsame Ausgangsspannung in der Nähe von V_dd/2 setzt, wenn er eingeschaltet wird, gibt es keine signifikante momentane Spannungsänderung am Knoten HSO, wenn der Audioverstärker 22 das Ansteuern des Lautsprechers HSS der Sprechgarnitur beginnt. Demgemäß wird gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Träger der Sprechgarnitur HS beim Freigeben des Audioverstärkers 22 keinem "Pop"-Geräusch ausgesetzt.
Während dieser Zeit mit freigegebenem Ausgang, die dem Zeitpunkt t₁ folgt, ist das HSOCHG-Registerbit 30d gelöscht, weil das Vorladen nicht länger freigegeben sein muss; in dem Beispiel nach 3a tritt dies zum Zeitpunkt t₂ auf. In dem Beispiel nach 3b wird die Audioabwärtsstrecke zu einem Zeitpunkt t₃ gesperrt, indem das VDLHSO-Registerbit 30a gelöscht wird, wobei der Verstär ker 22 ausgeschaltet wird. Die Kombination des gelöschten VDLHSO-Registerbits 30a und des Setzzustands des HSODIS-Registerbits 30c veranlasst die Steuerlogik 24, den Transistor 28 durchzuschalten, was den Transistor 26 ausgeschaltet hält. Vom Zeitpunkt t₃ wird deshalb der Knoten HSO durch den Transistor 28 zur Masse entladen.
Zum Zeitpunkt t₄ wird die Audioabwärtsstrecke ausgeschaltet, indem das VDLON-Registerbit 30b durch den DSP 18 oder eine andere Schaltungsanordnung gelöscht wird; dieses Ausschalten enthält das Ausschalten des Audioverstärkers 22. Weil jedoch der Knoten HSO bereits durch die Wirkung des Transistors 28 unter der Steuerung der Steuerlogik 24 nach Masse entladen worden ist, gibt es keine signifikante momentane Spannungsänderung am Knoten HSO, wenn der Audioverstärker 22 ausgeschaltet wird, wobei deshalb der Träger der Sprechgarnitur HS kein "Pop" vom Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur hört.
Unter Bezugnahme auf die 3b und 3c wird nun die automatische Betriebsart des Sprechgarniturverstärkers 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie oben angegeben worden ist, wird die automatische Betriebsart durch den DSP 18 oder eine andere Schaltungsanordnung im drahtlosen Telephon 10 ausgewählt, indem das HSOAUTO-Registerbit 30e gesetzt wird. In dieser automatischen Betriebsart arbeitet das erste Freigeben des Sprachabwärtsstreckenpfades von den folgenden Freigabeoperationen verschieden. 3b veranschaulicht den Betrieb des Sprechgarniturverstärkers 20 bei einem ersten Freigeben des Sprachabwärtsstreckenpfades in der automatischen Betriebsart gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, während 3c den Betrieb des Sprechgarniturverstärkers 20 in folgenden Freigabezyklen des Sprachabwärtsstreckenpfades in dieser automatischen Betriebsart gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Vor oder zu einem beliebigen Zeitpunkt t₀ im Beispiel nach 3b konfiguriert der DSP 18 das Register 30 für den Betrieb. In dieser automatischen Betriebsart werden das VDLON-Registerbit 30b und das VDLHSO-Registerbit 30a gelöscht, während das HSODIS-Registerbit 30c gesetzt ist oder wird. Zum Zeitpunkt t₀ löscht in diesem Beispiel der DSP 18 das HSOCHG-Registerbit 30d und setzt das HSODIS-Registerbit 30c. Der Sprechgarniturverstärker 20 ist nun für den automatischen Vorladebetrieb bereit.
Zum Zeitpunkt t₁ wird das VDLON-Registerbit 30b durch den DSP 18 oder eine derartige andere Schaltungsanordnung, die die Registerbits 30 steuert, gesetzt. Weil die Steuerlogik 24 in der automatischen Betriebsart arbeitet, veranlasst dadurch, dass das HSOAUTO-Registerbit 30e in diesem Beispiel gesetzt ist, das Setzen des VDLON-Registerbits 30a die Steuerlogik 24, das HSOCHG-Registerbit 30d zu setzen, wie in 3d gezeigt ist. Sobald das HSCCHG-Registerbit 30d gesetzt ist, schaltet die Steuerlogik 24 die Transistoren 26 und 28 durch. Der Setzzustand des HSOCHG-Registerbits 30d hat die Priorität gegenüber dem Setzzustand des HSODIS-Registerbits 30c. Das Vorladen des Knotens HSO am Ausgang des Audioverstärkers 22 wird dann in Vorbereitung auf die Audioausgabe auf eine Spannung in der Nähe von Vdd/2 vorgeladen. Wie im früheren Fall wird durch das Vorladen des Knotens HSO die Amplitude irgendeiner momentanen Spannungsänderung am Knoten HSO entweder eliminiert oder verringert, wobei folglich das hörbare "Pop" am Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur eliminiert oder verringert wird.
Zum Zeitpunkt t₂ gibt der DSP 18 den Audioverstärker 22 durch das Setzen des VDLHSO-Registerbits 30a frei, wobei im Anschluss daran der Audioverstärker 22 den Knoten HSO mit einem verstärkten Signal ansteuert, das dem Signal auf der Leitung AUDOUT entspricht. Wie in 3b gezeigt ist, steuert der Knoten HSO das Ausgangssignal für den Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur nach dem Freigeben des Audioverstärkers 22 an. Außerdem veranlasst in dieser automatischen Betriebsart das Setzen des VDLHSO-Registerbits 30a die Steuerlogik 24, das HSOCHG-Registerbit 30d zu löschen. Sobald das HSOCHG-Registerbit 30d gelöscht ist, endet das Vorladen, indem die Steuerlogik 24 die Transistoren 26 und 28 unterbricht. Der Audioverstärker 22 bestimmt folglich ungehindert die analoge Echtzeitspannung des Knotens HSO, die den Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur ansteuert.
Beim Ende der Sitzung der Sprachabwärtsstrecke zum Zeitpunkt t₃ löscht der DSP 18 das VDLHSO-Registerbit 30a. Weil das HSODIS-Registerbit 30c gesetzt ist, veranlasst bei gelöschtem HSOCHG-Registerbit 30d der Löschzustand des VDLHSO-Registerbits 30a die Steuerlogik 24, den Transistor 28 durchzuschalten, was den Knoten HSO zur Masse entlädt. Das nachfolgende Ausschalten des Audioverstärkers 22, das zum Zeitpunkt t₄ mit dem Löschen des VDLON-Regis terbits 30b beginnt, veranlasst folglich nicht, dass ein "Pop" am Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur gehört wird, weil der Knoten HSO bereits zur Masse entladen ist.
Nun, da ein Freigabezyklus des Sprachabwärtsstreckenpfades aufgetreten ist, tritt das automatische Setzen und Löschen der Vorladefunktion in den nachfolgenden Zyklen auf, wie in 3c gezeigt ist. Zum Zeitpunkt t_n wird das VDLON-Registerbit 30a gesetzt, was die Steuerlogik 24 veranlasst, dann das HSOCHG-Registerbit 30d zu setzen und die Transistoren 26 und 28 durchzuschalten. Dann beginnt das Vorladen des Knotens HSO auf die Spannung V_dd/2, wobei es zum Zeitpunkt t_n+1 mit dem Setzen des VDLHSO-Registerbits 30a endet, um den Audioverstärker 22 freizugeben. Das Setzen des VDLHSO-Registerbits 30a veranlasst die Steuerlogik 24, die Transistoren 26 und 28 zu unterbrechen und das HSOCHG-Registerbit 30d zu löschen. Dann werden die Audiosignale am Knoten HSO angesteuert. Zum Zeitpunkt t_n+2 endet die Sitzung der Audioabwärtsstrecke mit dem Löschen des VDLHSO-Registerbits 30a, das den Audioverstärker 22 ausschaltet. Der Setzzustand des HSODIS-Registerbits 30c in Kombination mit dem Löschzustand des HSOCHG-Registerbits 30d veranlasst die Steuerlogik 24, den Transistor 28 durchzuschalten, so dass der Knoten HSO zum Zeitpunkt t_n+3 zur Masse entladen wird, wenn das Ausschalten mit dem Löschen des VDLON-Registerbits 30b beginnt. Durch das Entladen des Knotens HSO wird der Spannungsübergang am Knoten HSO und folglich das "Pop"-Geräusch am Lautsprecher HSS der Sprechgarnitur beim Ausschalten des Sprechgarniturverstärker 20 eliminiert oder wenigstens im hohen Maße verringert. Dieser wiederholte Betrieb wird folglich für so viele Zyklen der Sprachabwärtsstrecke fortgesetzt, wie in der automatischen Betriebsart bei gesetztem HSOAUTO-Registerbit 30e ausgeführt werden.
In dieser automatischen Betriebsart muss infolge der Verbindung des HSOCHG-Registerbits 30d mit den anderen Steuerregisterbits und infolge dessen, dass das HSODIS-Registerbit 30c während des Vorladens durch das HSOCHG-Registerbit 30d außer Kraft gesetzt ist, der DSP 18 das HSOCHG-Registerbit 30d während des Betriebs der Audioausgabe nicht ständig Setzen und Löschen. Statt dessen wird die Steuerung des Vorladens und des Entladens automatisch unter der Steuerung der Freigabe- und Einschaltsignale (VDLHSO bzw. VDLON) ausgeführt, die üblicherweise für den Betrieb des drahtlosen Telephons verwendet werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb das Vorladen und das Entladen des Ausgangsknotens, der in einem drahtlosen Telephon durch den Sprechgarniturverstärker angesteuert wird, ausgeführt. Das Vorladen und das Entladen stellt sicher, dass ein Großteil der Übergänge am Verstärkerausgang bei Frequenzen auftritt, die durch den Lautsprecher der Sprechgarnitur nicht hörbar sind, wobei es die Amplitude der verbleibenden Einschalt- und Ausschaltübergänge, die hörbare Komponenten erzeugen können, begrenzt. Es wird deshalb erwartet, dass diese Erfindung jedes signifikante hörbare "Pop"-Geräusch im Lautsprecher der Sprechgarnitur beim Einschalten und beim Ausschalten der Sprachabwärtsstrecken- oder Audioausgabefunktion eliminiert.
Während die vorliegende Erfindung gemäß ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist selbstverständlich vorgesehen, dass Modifikationen an und Alternativen zu diesen Ausführungsformen, wie z. B. Modifikationen und Alternativen, die die Vorteile und Nutzen der Erfindung erlangen, für die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet unter Bezugnahme auf diese Beschreibung und ihre Zeichnung offensichtlich sind. Es ist deshalb vorgesehen, dass derartige Modifikationen und Alternativen im Umfang dieser Erfindung liegen, wie er anschließend beansprucht wird.

Claims

Audioverstärkerschaltung, mit: einem Verstärker (22), der einen Signaleingang, der ein Eingangssignal empfängt, einen Freigabeeingang, der ein Freigabesignal empfängt, in Reaktion worauf der Verstärker freigegeben und gesperrt wird, und einen Ausgang, der mit einem Ausgangsknoten (HSO) gekoppelt ist, besitzt; gekennzeichnet durch: einen ersten Transistor (26), der einen leitenden Pfad, der zwischen den Ausgangsknoten (HSO) und eine ausgewählte Spannung geschaltet ist, und eine Steuerelektrode besitzt; einen zweiten Transistor (28), der einen leitenden Pfad, der zwischen den Ausgangsknoten (HSO) und einer Referenzspannung geschaltet ist, und eine Steuerelektrode besitzt; und eine Steuerlogik (24), die Ausgänge, die mit den Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors (26, 28) gekoppelt sind, und einen Eingang, der so angeschlossen ist, dass er das Freigabesignal empfängt, besitzt, um den ersten Transistor (26) durchzuschalten, bevor das Freigabesignal den Verstärker (22) freigibt, und um den zweiten Transistor (28) durchzuschalten, bevor das Freigabesignal den Verstärker (22) sperrt.
Audioverstärkerschaltung nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte Spannung eine Energieversorgungsspannung ist; und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik sowohl den ersten als auch den zweiten Transistor (26, 28) durchschaltet, bevor das Freigabesignal den Verstärker (22) freigibt, um den Ausgangsknoten (HSO) auf eine Spannung zwischen der Energieversorgungsspannung und der Referenzspannung vorzuladen.
Audioverstärkerschaltung nach Anspruch 2, wobei die Steuerlogik (24) außerdem ein Einschaltsignal empfängt, das in einem ersten Zustand angibt, dass der Audioausgang freigegeben ist, und ein Vorladefreigabesignal und ein Entladefreigabesignal empfängt; wobei ein erster Zustand des Freigabesignals den Verstärker (22) freigibt und ein zweiter Zustand des Freigabesignals den Verstärker (22) sperrt; und wobei die Steuerlogik (24) den zweiten Transistor (28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in seinem zweiten Zustand durchschaltet; ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik (24) den ersten und den zweiten Transistor (26, 28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in seinem zweiten Zustand durchschaltet; dass die Steuerlogik (24) den ersten und den zweiten Transistor (26, 28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in seinem zweiten Zustand in Kombination mit dem Vorladefreigabesignal durchschaltet; und dass die Steuerlogik (24) den zweiten Transistor (28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in seinem zweiten Zustand in Kombination mit dem Entladefreigabesignal durchschaltet.
Audioverstärkerschaltung nach Anspruch 3, wobei die Steuerlogik (24) den zweiten Transistor (28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in einem zweiten Zustand in Kombination mit dem Entladefreigabesignal und außerdem bei Abwesenheit des Vorladefreigabesignals durchschaltet; und ferner gekennzeichnet durch: ein Register (30), das mehrere Registerplätze besitzt, um den Zustand des Freigabesignals, des Einschaltsignals, des Entladefreigabesignals und des Vorladefreigabesignals zu speichern.
Audioverstärkerschaltung nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik (24) außerdem ein Automatikbetriebsartsignal empfängt, das in einem ersten Zustand die Auswahl einer automatischen Betriebsart angibt; ferner dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf das Automatikbetriebsartsignal in seinem ersten Zustand die Steuerlogik (24) außerdem das Vorladefreigabesignal in seinem ersten Zustand in Reaktion erzeugt, wenn es das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand empfängt, und das Vorladefreigabesignal sperrt; und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik (24) den zweiten Transistor (28) in Reaktion auf das Einschaltsignal in seinem ersten Zustand und auf das Freigabesignal in seinem zweiten Zustand in Kombination mit dem Entladefreigabesignal und außerdem bei Abwesenheit des Vorladefreigabesignals durchschaltet.
Drahtloses Telephon, das die Audioverstärkerschaltung nach Anspruch 1 enthält und ferner umfasst: eine Sender/Empfänger-Schaltungsanordnung (17), die mit einer Antenne gekoppelt ist, um Funkfrequenzsignale zu einem drahtlosen Kommunikationsnetz zu senden und von ihm zu empfangen; eine Grundband-Schaltungsanordnung (12), die mit der Sender/Empfänger-Schaltungsanordnung (17) und mit der Audioverstärkerschaltung gekoppelt ist, um von der Sender/Empfänger-Schaltungsanordnung (17) zu sendende Signale zu modulieren und um von der Sender/Empfänger-Schaltungsanordnung (17) empfangene Signale in Grundband-Audiosignale zu demodulieren, um sie in die Audioverstärkerschaltung einzugeben.
Verfahren zum Betreiben eines Audioverstärkers (15), das die folgenden Schritte umfasst: Einschalten eines Audioverstärkers (15), der einen Audiosignalverstärker (22) enthält; gekennzeichnet durch: in Reaktion auf den Einschaltschritt Durchschalten eines ersten Transistors (26), der einen leitenden Pfad besitzt, der zwischen eine ausgewählte Spannung und einen Ausgang (HSO) des Audiosignalverstärkers, mit dem ein Lautsprecher (HS) gekoppelt ist, geschaltet ist; dann Freigeben des Audiosignalverstärkers (22) und Unterbrechen des ersten Transistors (26); dann Eingeben des Audioeingangssignals in einen Eingang des Audiosignalverstärkers (22); dann Sperren des Audiosignalsverstärkers (22); in Reaktion auf den Sperrschritt Durchschalten eines zweiten Transistors (28), der einen leitenden Pfad besitzt, der zwischen eine Referenzspannung und den Ausgang des Audiosignalsverstärkers (22) geschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die ausgewählte Spannung die Energieversorgungsspannung ist; und wobei der Schritt des Durchschaltens des ersten Transistors das Durchschalten sowohl des ersten als auch des zweiten Transistors in Reaktion auf den Einschaltschritt umfasst, um den Ausgang des Audiosignalverstärkers auf eine Spannung zwischen der Energieversorgungsspannung und der Referenzspannung vorzuladen.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: Empfangen eines Audiosignalverstärker-Freigabesignals nach dem Einschaltschritt; Empfangen eines Audiosignalverstärker-Sperrsignals nach dem Einschaltschritt; Empfangen eines Vorladefreigabesignals und eines Entladefreigabesignals; wobei die Schritte des Freigebens des Audiosignalverstärkers (22) und des Unterbrechens des ersten Transistors (26) in Reaktion auf den Empfang des Audiosignalverstärker-Freigabesignals ausgeführt werden; wobei der Sperrschritt in Reaktion auf den Empfang des Audiosignalverstärker-Sperrsignals ausgeführt wird; wobei der Schritt des Durchschaltens des ersten Transistors (26) in Reaktion auf den Einschaltschritt in Kombination mit dem Vorladefreigabesignal ausgeführt wird; und wobei der Schritt des Durchschaltens des zweiten Transistors in Reaktion auf den Sperrschritt in Reaktion auf das Entladefreigabesignal und bei Abwesenheit des Vorladefreigabesignals ausgeführt wird.