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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Audioausgabegerät und insbesondere ein Audioausgabegerät, das zur
Verwendung in einem digitalen tragbaren Land-Mobiltelefon geeignet
ist.
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2 zeigt ein herkömmliches
Audioausgabegerät
zur Verwendung in einem digitalen tragbaren Land-Mobiltelefon. Dieses
Audioausgabegerät
enthält
einen digitalen Signalprozessor 1, einen D/A-Wandler 3,
einen Audioanalogschalter 5, eine Audioverstärkungssteuerschaltung 6,
ein Audioakustikelement 7, einen Sinusgenerator 8,
einen Tastenprüfschallanalogschalter 9,
eine Tastenprüfschalldatenerzeugungseinrichtung 10,
ein Tastenprüfschallakustikelement 11 und
einen Steuerabschnitt 12.
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In
diesem in 2 gezeigten
Audioausgabegerät
wird eine Sprachsignal als ein digitales Audiosignal 2 von
dem digitalen Signalprozessor 1 erzeugt. Dieses digitale
Audiosignal 2 wird dem D/A-Wandler 3 zugeliefert,
wo es in ein analoges Audiosignal 4 umgewandelt wird. Dieses
analoge Audiosignal 4 wird dem Audioanalogschalter 5 zugeliefert
und anschließend
der Audioverstärkungssteuerschaltung 6, und
die Sprache wird von dem Audioakustikelement 7 wiedergegeben.
Der Tastenprüfschall
in DTMF oder dergleichen wird von dem Akustikelement 11 erzeugt,
wenn Sinuswellensignale von dem Sinusgenerator 8 dem Tastenprüfschallakustikelement 11 durch
den Tastenprüfschallanalogschalter 9 und
die Tastenprüfschallverstärkungsschaltung 10 zugeliefert
werden.
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Im
allgemeinen hört,
wenn in dem tragbaren Telefon oder dergleichen Sprache erzeugt wird,
der Benutzer die Sprache, während
das Telefon nahe an sein Ohr gehalten wird, und wenn der Tastenprüfschall
erzeugt wird, nimmt der Benutzer das Telefon vom Ohr weg, um eine
Tastenbetätigung
durchzuführen.
Daher muss der Benutzer unterschiedliche Betätigungsvorgänge zum Erzeugen von Sprache
und des Tastenprüfschalls
von dem Telefon durchführen, und
die Sprache und der Tastenprüfschall
werden nicht gleichzeitig erzeugt. Somit wird von dem Steuerabschnitt 12 ein
Steuersignal 13 erzeugt, da es den Audioanalogschalter 5 und
den Tastenprüfschallanalogschalter 9 so
steuert, dass entweder Sprache oder der Tastenprüfschall ausgewählt und
erzeugt werden.
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Wenn
der Audioausgangspegel eingestellt wird, wird ferner ein Steuersignal 14 von
dem Steuerabschnitt erzeugt und der Audioverstärkungssteuerschaltung 6 zugeliefert,
wodurch ihre Verstärkung
gesteuert wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Da
der Sinusgenerator 8 und das Akustikelement 11 in
dem in 2 gezeigten herkömmlichen Gerät jedoch
speziell für
den Tastenprüfschall
vorgesehen sind, ist die Anzahl der das Gerät bildenden Elemente erhöht. Da ferner
die Verstärkungssteuerschaltung
zum Einstellen des Audioausgangspegels vorgesehen ist, wird der
Aufbau kompliziert. Daher ist es bei dem herkömmlichen Gerät problematisch, eine
geringe Größe und ein
geringes Gewicht zu erzielen, welche Vorteile des tragbaren Telefons
darstellen.
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, ein Audioausgabegerät zu schaffen, in dem das Akustikelement
und die Verstärkungssteuerschaltung
von dem Sprachewiedergabesystem und dem Tastenprüfschallerzeugungssystem gemeinsam genutzt
werden können,
wodurch die Probleme bei dem herkömmlichen Gerät gelöst werden.
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Die
EP-A-216 488 zeigt einen digitalen Signalprozessor (DSB) auf, der
einen Pulscodemodulations-(PCM)-Codier- und Decodier-(CODEC)-Filteroperation
sowohl für
empfangene als auch für
gesendete Signale durchführt.
Zwei 19 Bit breite bidirektionale Datenbusse sind für die Zeitteilungs-Multiplexkommunikation
zwischen verschiedenen Elementen vorgesehen, die einen Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Arithmetik-Logikeinheit (ALU)
und eine Schnittstelle zu einem empfangsseitigen Analog-Digital-Wandler
(A/D) und einem sendeseitigen Digital-Analog-Wandler (D/A) einschließen. Unter Steuerung
eines programmierten Logikarray (PLA) können eine Vielzahl von Operationen
durchgeführt werden,
beispielsweise die Erzeugung von Zweiton-Multifrequenzsignalen (DTMF),
die allgemein in der Telekommunikation verwendet werden.
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Die
GB-A-2,220,821 zeigt die DTMF-Generatoren auf, die mit einer Einrichtung
zur Frequenzumtastung der Mehrfrequenzauswahlsignale versehen sind.
Dieses frequenzumgetastete Signal wird der Eingang für Schallerzeugungseinrichtungen.
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Die
EP-A-0 280 323 zeigt ein tragbares schnurloses Telefongerät zum Ausgeben
von verschiedenen Unterscheidungstönen mit einem einfachen Schaltungsaufbau
auf. Zu diesem Zweck sind eine Takterzeugungsschaltung, die einen
Betriebstakt einer Schallerzeugungssteuerschaltung erzeugt; ein
Schallgenerator, der Schall mit unterschiedlichen Schalldrücken ansprechend
auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen erzeugt, wobei eine der
Resonanzfrequenzen einer Frequenz des Betriebstakts benachbart ist;
und eine Frequenzteilerschaltung, die mindestens ein frequenzgeteiltes Signal
abgibt, vorgesehen.
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Die
US-A-4,776,008 zeigt eine Tasteneingabe-Schallerzeugungsschaltung
auf, die unter anderem einen DTMF-Signalgenerator und einen Schallgenerator
enthält,
um das Ausgangssignal von dem DTMF-Signalgenerator in Schall umzuwandeln.
Ferner ist eine Datenprozessorschaltung zur Ausführung der Tastendatenverarbeitung
gemäß der unter
Verwendung einer Tastatur durchgeführten Tasteneingabeoperation
und zum Zuliefern eines Steuersignals zu dem DTMF-Signalgenerator
vorhanden, welcher Datenprozessor auf die Betätigung einer Ziffernwahltaste
anspricht, um ein DTMF-Signal der Tastatur und dem Schallgenerator
zuzuliefern und auf die Betätigung
einer Funktionstaste anspricht, um ein Einzelfrequenzsignal der
Tastatur und dem Schallgenerator zuzuliefern.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Audioausgabegerät geschaffen, das einen Abschnitt zum
Empfangen eines Steuersignals, das angibt, ob Sprache oder Ton erzeugt
werden soll, und das eine Verstärkung
für das
zu Erzeugende angibt; einen Abschnitt zum Empfangen eines Eingabesignals,
das Sprachinformationen enthält;
einen Sprachdatenverarbeitungsabschnitt zum Verarbeiten des Eingabesignals,
um die Sprachdaten in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal zu erzeugen, wenn Sprache erzeugt werden soll;
einen Frequenzauswahlabschnitt zum Auswählen einer oder mehrerer Frequenzen, die
der Art eines der Töne
in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal entsprechen, wenn dieser eine Ton erzeugt werden
soll; eine Frequenztabelle zum Speichern von den Frequenzen entsprechenden
Daten; einen Datenentnahmeabschnitt zum Entnehmen der Daten aus
der Frequenztabelle, die der einen oder den mehreren Frequenzen
entsprechen, die von dem Frequenzauswahlabschnitt ausgewählt wurden;
einen Tastenprüfschalldatenerzeugungsabschnitt
zum Erzeugen von Tastenprüfschalldaten
auf der Basis der von dem Datenentnahmeabschnitt entnommenen Daten;
einen Verstärkungssteuerungsverarbeitungsabschnitt,
dem entweder die Ausgabedaten von dem Sprachdatenverarbeitungsabschnitt
oder die Ausgabedaten von dem Tastenprüfschalldatenerzeugungsabschnitt
eingegeben werden, um die Verstärkung
der Eingabedaten in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal zu steuern; einen Digital-Analog-Umwandlungsabschnitt
zum Umwandeln der Daten von dem Verstärkungssteuerungsverarbeitungsabschnitt in
ein analoges Signal; und ein akustisches Element zum Erzeugen von
Schall ansprechend auf das Ausgabesignal enthält, das der Digital-Analog-Umwandlungsabschnitt
erzeugt.
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Mit
dem Audioausgabegerät
mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau können die folgenden Betriebsabläufe durchgeführt werden.
Wenn Sprache erzeugt werden soll, wird das Eingangsignal verarbeitet,
um Sprachdaten zu erzeugen. Wenn ein Ton erzeugt werden soll, werden
Frequenzen in Übereinstimmung
mit der Art des Tons ausgewählt,
und den Frequenzen entsprechende Daten werden aus der Frequenztabelle
entnommen. Die Tastenprüfschalldaten
werden auf der Basis der entnommenen Daten erzeugt. Sowohl die Sprachdaten
als auch die Tastenprüfschalldaten
werden einer speziellen Verstärkungssteuerungsverarbeitung
unterzogen und anschließend
in ein analoges Signal umgewandelt. Dieses analoge Signal wird dem
Akustikelement zugeliefert und somit wird von dem Akustikelement
Schall abgegeben. Daher können
das Akustikelement und die Verstärkungsschaltung
von dem Spracherzeugungssystem und dem Tastenprüfschallerzeugungssystem gemeinsam
genutzt werden, sodass die Anzahl der Bauteile sowie die Größe und das
Gewicht des Gerätes
vermindert werden können.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches
Blockdiagramm des Audioausgabegeräts für das digitale tragbare Land-Mobiltelefon
als eine Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist ein schematisches
Blockdiagramm eines Beispiels des Standes der Technik;
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3 ist ein Flussdiagramm,
das zur Erläuterung
des Betriebsablaufes des digitalen Signalprozessors nützlich ist;
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4 ist eine Tabelle, die
zur Erläuterung der
Festlegung von Frequenzbändern
nützlich
ist, die für
die DTMF für
die Tasten des Telefons erforderlich sind;
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5 ist eine erläuternde
Darstellung, die zum Erklären
des Herstellungsverfahrens der Frequenztabelle nützlich ist;
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6 zeigt die Frequenztabelle;
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7 ist eine Tabelle, die
zur Erläuterung der
Festlegung von Frequenzbändern
nützlich
ist, die für
die DTMF erforderlich sind;
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8 ist ein Flussdiagramm,
das zur Erläuterung
des Sinuswellenerzeugungsvorgangs des digitalen Signalprozessors
nützlich
ist; und
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9 ist ein Flussdiagramm,
das zur Erläuterung
des Verstärkungssteuerungsvorgangs
des digitalen Signalprozessors nützlich
ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
des Audioausgabegeräts
gemäß der Erfindung
wird unter Bezug auf 1 beschrieben.
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Wie 1 zeigt, hat das Audioausgabegerät einen
digitalen Signalprozessor 15, einen Steuerabschnitt 16,
einen D/A-Wandler 19, eine Schaltung 21 mit fester
Verstärkung
und ein Akustikelement 22. Der Steuerabschnitt 16 gibt
an den digitalen Signalprozessor 15 ein Steuersignal 17 ab,
das angibt, ob Sprache oder Ton zu erzeugen ist, und die Verstärkung für das jeweils
zu Erzeugende angibt. Der digitale Signalprozessor 15 empfängt nicht
nur das Steuersignal 17, sondern auch ein Eingangssignal,
das Sprachinformationen enthält.
Der digitale Signalprozessor 15 hat einen Sprachdatenverarbeitungsabschnitt
zum Verarbeiten des Eingangssignals zum Erzeugen von Sprachdaten,
wenn Sprache erzeugt werden soll, auf der Basis des Steuersignals;
einen Frequenzauswahlabschnitt zum Erzeugen einer oder mehrerer
Frequenzen in Übereinstimmung
mit der Art eines Tons oder der Töne, wenn der eine Ton erzeugt
werden soll, auf der Basis des Steuersignals; eine Frequenztabelle
zum Speichern von den Frequenzen entsprechenden Daten, einen Datenentnahmeabschnitt,
durch den Daten, die der einen oder den mehreren, von dem Frequenzauswahlabschnitt ausgewählten Frequenzen
entsprechen, aus der Frequenztabelle entnommen werden, einen Tastenprüfschalldatenerzeugungsabschnitt
zum Erzeugen von Tastenprüfschalldaten
auf der Basis der von dem Datenentnahmeabschnitt entnommenen Daten;
und einen Verstärkungssteuerungsverarbeitungsabschnitt, der
entweder die Ausgangsdaten von dem Sprachdatenverarbeitungsabschnitt
oder die Ausgangsdaten von dem Tastenprüfschallerzeugungsabschnitt empfängt und
der die Verstärkung
für die
empfangenen Daten auf der Basis des Steuersignals steuert. Mit anderen
Worten ist dazu, dass das Akustikelement 23 und die Verstärkungsschaltung 21 von
dem Spracherzeugungssystem und dem Tastenprüfschallerzeugungssystem gemeinsam
genutzt werden, der digitale Signalprozessor 15 anders
als bei dem in 2 gezeigten
Stand der Technik mit der Sinuswellenerzeugungsfunktion und der
Verstärkungssteuerungsfunktion
versehen.
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Das
heißt,
dass der digitale Signalprozessor 15 zusätzlich zu
der digitalen Sprachausgabefunktion mit der Sinuswellenerzeugungsfunktion
und der Verstärkungssteuerungsfunktion
versehen ist und durch das Steuersignal 17 von dem Steuerungsabschnitt 16 so
gesteuert wird, dass eine dieser Funktionen ausgewählt wird.
Wenn Sprache erzeugt werden soll, erzeugt der digitale Signalprozessor 15 ein digitales
Signal 18, das die Sprachdaten enthält. Wenn ein Ton erzeugt werden
soll, erzeugt er das digitale Signal 18, das die Tastenprüfschalldaten
enthält.
Das digitale Signal 18 wird von dem D/A-Wandler 19 in
ein analoges Signal 20 umgewandelt. Dieses analoge Signal
wird von der Schaltung 21 mit fester Verstärkung verstärkt und
dem Akustikelement 22 zugeliefert, von dem die Sprache
oder der Ton wiedergegeben wird.
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Genauer
ausgedrückt
arbeitet der digitale Signalprozessor 15 wie in 3 dargestellt. Er entscheidet,
ob es sich bei dem zu erzeugenden Schall um Sprache oder um Ton
handelt (Schritt S1). Wenn er entscheidet, dass Sprache erzeugt
werden soll, wird das Eingangssignal digital verarbeitet, so dass Sprachdaten
erzeugt werden (Schritt S2). Wenn er entscheidet, dass ein Ton erzeugt
werden soll, wird eine Sinuswelle erzeugt (Schritt S3). Das in Schritt S2
oder S3 erzeugte Signal wird hinsichtlich seiner Verstärkung in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal gesteuert (Schritt S4). Das verstärkungsgesteuerte
Signal wird dem D/A-Wandler 19 eingegeben (Schritt S5).
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Wenn
eine Sinuswelle erzeugt wird, ist es erforderlich, dass die Sinuswelleninformationen
erforderlicher Frequenzen von mehreren Perioden jeweils vorab in
der Frequenztabelle gespeichert werden. Das Verfahren zur Herstellung
der Frequenztabelle wird nachfolgend beschrieben.
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Zunächst sei
angenommen, dass die Abtastfrequenz 8 kHz beträgt, wie sie allgemein bei Telefonen
verwendet wird, und dass ein Datenwort und das Datenformat 16 Bits
beziehungsweise Zweierkomplement sind.
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Die
erforderliche Frequenzspezifikation für die DTMF kann für die Tasten
des Telefons auf der Basis der vorstehend genannten Bedingungen
erzielt werden. Nachfolgend wird das Verfahren zur Erzeugung einer
Frequenztabelle 697 Hz ± 12
Hz der in 4 gezeigten
Frequenzen beschrieben.
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Für die Frequenz
697 Hz ± 12
Hz wird ein Sinuswellensignal von zwei Perioden mit maximaler Amplitude
auf der Zeitachse durch 23 geteilt, wie in 5 gezeigt, und die Codes der die jeweiligen
Teile werden tabelliert, um die in 6 gezeigte
Frequenztabelle zu erzeugen.
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Der
Grund für
697 Hz ± 12
Hz wird aus dem folgenden Ausdruck deutlich, da die Abtastfrequenz 8
kHz beträgt: 8000 (Hz) X 2 ÷ 23 = 696 (Hz)
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In ähnlicher
Weise können
andere erforderlicher Frequenzen der DTMF wie in 7 gezeigt erhalten werden. Aus 7 ist ersichtlich, dass
die Kapazität
der Speichereinrichtung zum Speichern der Daten der Frequenztabelle äußerst klein
ist, da die Daten jeder Frequenz in der Frequenztabelle gespeichert
werden.
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Ein
spezifisches Beispiel der Sinuswellenerzeugung wird unter Bezug
auf 8 beschrieben. Zunächst wird
die Entscheidung getroffen, ob die Art des Tones einfach oder zweifach
ist (Schritt S10). Wenn die Entscheidung einfach lautet, werden
die Kopfadresse α und
die Tabellengröße n der
Frequenztabelle für
eine Frequenz bestimmt (Schritt S11). Anschließend wird die Adresse α, α + 1, α + 2, ..., α + n – 1, α, α + 1, α + 2, ...
in dieser Reihenfolge wiederholt, so dass die Daten aus der Frequenztabelle
ausgelesen werden und in dieser Reihenfolge erzeugt werden (Schritte
S12 bis S15).
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Wenn
er die Art des Tones zweifach ist, werden zwei verschiedene Frequenztabellen
gelesen. Die Kopfadresse α und
die Tabellengröße m der
Frequenztabelle für
die erste Frequenz und die Kopfadresse β und die Tabellengröße n der
Frequenztabelle für
die zweite Frequenz werden bestimmt (Schritt S16). Für die erste
Frequenz wird die Adresse α, α + 1, α + 2, ..., α + n –1, α, α + 1, α + 2, ...
in dieser Reihenfolge wiederholt, so dass die Daten aus der Frequenztabelle
ausgelesen werden, und für
die zweite Frequenz wird die Adresse β, β + 1, β + 2, ..., β + m – 1, β, β + 1, β + 2, ... in dieser Reihenfolge
wiederholt, so dass die Daten aus der Frequenztabelle ausgelesen
werden (Schritte S17 bis S23). Die beiden auf diese Weise ausgelesenen
Datenstücke
werden addiert und dann mit 0,5 zur Pegelanpassung an den Einzelton
multipliziert, und die addierten und multiplizierten Daten werden
erzeugt (Schritt S24). Auf diese Weise erfolgt die Sinuswellenerzeugungsverarbeitung.
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Ein
Beispiel der Verstärkungssteuerungsverarbeitung
wird unter Bezug auf 9 beschrieben. Für die Verstärkungssteuerungsverarbeitung
wird zunächst
eine Multiplikatorkonstante bestimmt (Schritt S30) und die Eingabedaten
werden mit dieser Multiplikatorkonstante multipliziert (Schritt
S31). Die Produktdaten werden erzeugt.
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Die
Zeit für
die Sinuswellenerzeugungverarbeitung und die Verstärkungssteuerungsverarbeitung ist
lang genug, wenn die Abtastfrequenz 8 kHz ist, wie sie allgemein
bei Telefonen verwendet wird.
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Die
Erzeugung des Sprachsignals oder des Tastenprüfschallsignals der DTMF oder
dergleichen und die Auswahl der Multiplikatorkonstanten zur Verwendung
in der Verstärkungssteuerung
werden durch das Steuersignal 17 von der Steuereinrichtung 16 gesteuert.
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Wenn
der digitale Signalprozessor 15 das digitale Signal 18 erzeugt,
das die Sprachsignal- oder die
Tastenprüfschallsignaldaten
enthält,
wird dieses digitale Signal 18 durch den D/A-Wandler 19 in
das analoge Signal 20 umgewandelt. Das analoge Signal 20 wird
durch die Schaltung 21 mit festgelegter Verstärkung verstärkt und
dem Akustikelement 22 eingegeben, und das Akustikelement 22 gibt
die Sprache oder den Ton wieder.
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Da
gemäß dieser
Erfindung das Akustikelement und die Verstärkungsschaltung von dem Spracherzeugungssystem
und dem Tastenprüfschallerzeugungssystem
wie vorstehend beschrieben gemeinsam genutzt werden, kann die Anzahl
der Bauteile vermindert werden und das Gerät kann kleiner und leichter
aufgebaut werden.