ES2303885T3 - Adaptador universal para telefono "manos libres" de coche. - Google Patents
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Abstract
Un adaptador "manos libres" para teléfono móvil, destinado en especial a ser instalado de serie en un vehículo automóvil, este adaptador comprendiendo: -por una parte, una caja universal instalada de forma fija en el vehículo, esta caja consta de bornes de enlace a órganos externos que comprenden al menos una fuente de alimentación (24) del vehículo, un micrófono (28) y medios de restitución del sonido (30; 34), -por otra parte, medios de enlace de esta caja con el teléfono remoto (10), la caja (20) incluyendo un circuito de salida de audio (56) que recibe en entrada una señal de audio para ser reproducida y apta para emitir señales de salida en una pluralidad de bornes de salida (HP+, HP-, L1+, L2+) conectables de forma selectiva a dichos medios externos de restitución del sonido (30; 34) según diferentes configuraciones de conexiones posibles, este adaptador está caracterizado porque: -el circuito de salida de audio (56) presenta una configuración simétrica formada por un amplificador principal (60) y por dos amplificadores secundarios (62, 62'') con sus componentes asociados respectivos, el amplificador principal (60) es un amplificador con salidas diferenciales guiado en entrada por dicha señal de audio que debe ser reproducida y cuyas salidas emiten una señal amplificada en un primer y un segundo bornes de salida correspondientes (HP+, HP-), -cada amplificador secundario (62; 62'') es un amplificador con entradas diferenciales y con salida no diferencial de las que una de las entradas se guía por dicha señal de audio que debe ser reproducida, la otra entrada se guía por un circuito de referencia de potencial (64, 66, 68, Vref), y la salida emite una señal en un tercer borne de salida (L1+; L2+), esta última salida del amplificador estando acoplada además a uno de los bornes de salida (HP+; HP-) del amplificador principal.
Description
Adaptador universal para teléfono "manos
libres" de coche.
La invención se refiere a los dispositivos
electrónicos utilizados a bordo de los vehículos automóviles y
susceptibles de ser acoplados a un teléfono móvil, en especial los
dispositivos llamados "car kits", es decir, los
adaptadores de coche para teléfonos móviles que permiten en
particular asegurar un funcionamiento de "manos libres" de
éstos úl-
timos.
timos.
Tiene en particular por objeto proponer un
sistema universal de telefonía de manos libres que pueda ser
instalada "de serie" de manera indiferenciada en vehículos
automóviles.
La invención se aplica en especial a los
teléfonos móviles que funcionan según el sistema GSM, que es
actualmente el estándar europeo universal de telefonía móvil. Sin
embargo, esta denominación no es de ningún modo limitativa y, como
veremos, la invención no está relacionada con el tipo de red de
telefonía utilizada y puede aplicarse también a otros estándares de
telefonía móvil, analógica o numérica.
La patente
WO-A-98/45997 (Parrot SA) describe
un adaptador de coche tal por radioteléfono, cuya ergonomía está
particularmente estudiada para permitir un uso en configuración
totalmente "manos libres", en especial mediante circuitos
perfeccionados de reconocimiento y síntesis de voz.
Un dispositivo tal, que designaremos a partir de
ahora de forma global con el término "adaptador", está formado,
por un lado, por una "caja" que integra una placa base que
contiene la inmensa mayoría de los circuitos electrónicos, conectada
por un cable a un "soporte" en forma de cuna colocado por
ejemplo sobre el tablero de a bordo del vehículo y capaz de recibir
el teléfono móvil.
La caja, que es generalmente inaccesible para el
usuario, está desprovista de controles y conmutadores. Sólo está
conectada a un micrófono y a un órgano de restitución sonora,
directo (mediante un altavoz conectado a la caja) o indirecto
(mediante el autorradio del vehículo, si éste último tiene uno). La
caja puede ser instalada en el vehículo "de serie" por el
constructor, en la fábrica o, posteriormente, por el usuario (caja
"add-on").
El soporte consta de una cuna que puede acoger
al teléfono y que se instala al alcance de la mano del usuario, por
ejemplo en el tablero de a bordo, por un medio de fijación
apropiado. Desde el punto de vista eléctrico, el soporte consta de
un sistema de conexión con un conector de antena, un borne de
recarga de la batería del teléfono, líneas de entrada/salida de
señales de audio, y un bus numérico que permite intercambiar datos y
órdenes entre el teléfono y la caja remota.
También existen configuraciones en las que el
enlace entre el teléfono y la caja remota se establece por medios
inalámbricos, por ejemplo mediante una interfaz del tipo
Bluetooth.
El punto de inicio de la invención consiste en
disponer de un modelo único caja, universal e indiferenciada, cuya
restitución de audio se pueda asegurar sea cual sea el equipamiento
del vehículo.
Las Patentes
US-A-6134456 y
DE-U-29717811 describen
equipamientos de "manos libres" combinados a la instalación de
audio del vehículo, con conmutaciones y tratamientos de señales
apropiados según la funcionalidad llevada a cabo en un momento dado:
escucha de audio, conversación telefónica, etc.
Así, el objetivo general de la invención
es proponer una configuración de adaptador de manos libres para un
teléfono de coche que comprenda una caja universal, en especial una
caja integrada en el vehículo e inaccesible para el usuario, que sea
compatible con todos los tipos de autorradio que se puedan encontrar
en un vehículo (y, en ausencia de autorradio, que permita la
restitución sonora conectando directamente un altavoz a la
caja).
Además de este carácter universal, la caja debe
ser evidentemente muy resistente a todos los parásitos eléctricos,
electromagnéticos u otros, que pueden ser a menudo muy molestos. Los
estándares en el campo del automóvil exigen en particular que los
equipos electrónicos puedan resistir picos de tensión importantes,
campos electromagnéticos y parásitos diversos, etc. sin ningún mal
funcionamiento ni riesgo de deterioro.
Más concretamente, el objetivo de la
invención es proponer un adaptador cuya caja conste de circuito
de salida de audio adaptable directamente (es decir, sin añadir
ningún componente suplementario) a todas las configuraciones que se
pueden encontrar en un vehículo dado: ausencia o presencia de
autorradio, autorradio mono o estéreo, entrada(s)
diferencial(es) o bien referenciada(s) a tierra, con o
sin entrada "mute" de interrupción de la fuente de radio,
etc.
Además, como veremos, este circuito de audio
debe presentar una resistencia elevada a los cortocircuitos y debe
ser resistente a los errores de manipulación que puedan cometerse en
el momento de la instalación. Además, desde un punto de vista
eléctrico, la ausencia de circuitos de tierra evitará que se capten
señales parásitas y procurará así una excelente relación
señal/ruido.
\newpage
Para ello, la invención propone un adaptador
"manos libres" para teléfono móvil del tipo general descrito en
la Patente US-A-6 134 456
anteriormente citada, y cuyo circuito de audio está configurado de
la forma indicada en la reivindicación 1. Las reivindicaciones
descritas más abajo exponen puestas en práctica particulares
preferentes.
Vamos a describir ahora un ejemplo de adaptador
de vehículo automóvil para teléfono móvil realizado de conformidad
con las diversas enseñanzas de la presente invención.
La figura 1 es una vista esquemática que muestra
los diferentes órganos puestos en funcionamiento en el vehículo.
La figura 2 es una representación esquemática de
la bornera de la caja universal que muestra los diversos bornes de
enlace utilizados para configurar la instalación de la figura 1.
La figura 3 muestra un esquema de la salida de
audio de la caja de la instalación de la figura 1.
En primer lugar, vamos a exponer la estructura
general del adaptador de la invención antes de describir más en
detalle el circuito de salida de audio.
La figura 1 muestra de forma esquemática los
diferentes órganos de una configuración "manos libres" de
teléfono de coche. Este equipamiento se utiliza con un radioteléfono
10, por ejemplo un modelo de teléfono móvil GSM 2 vatios, que el
usuario coloca al entrar en su vehículo, en un soporte adaptado
específicamente a ese modelo de teléfono.
El soporte comprende una cuna 12 para recibir el
teléfono 10 y que se fija por ejemplo al tablero de a bordo del
vehículo por cualquier medio apropiado. El soporte consta igualmente
de un circuito electrónico 14 conectado a los diferentes bornes del
teléfono mediante un sistema de conexión apropiado 16 que permite
acceder a un bus de datos y a diversos circuitos tales como los
circuitos de antena y de alimentación del teléfono o recargar la
batería de éste último.
Este soporte, que se coloca pues al alcance de
la mano del usuario, está conectado por un bus 18 a una caja 20 que
permite manejar las diferentes funciones "manos libres". La
caja 20 está instalada en un lugar generalmente inaccesible para el
conductor (por ejemplo, detrás del tablero de a bordo), y no consta
de interruptor ni de botón de mando. Únicamente integra un circuito
universal (placa base) 22 conectado por una bornera
- que será descrita de forma más
precisa en referencia a la figura 2 - a diversos órganos tales
como:
- -
- batería de alimentación 24 del vehículo, que emite una tensión V_{BAT}, generalmente de 12 V, mediante el conmutador de la llave de contacto,
- -
- micrófono 28, por ejemplo un micrófono integrado al tablero de a bordo,
- -
- autorradio 30 (si el vehículo está equipado de uno), mediante un enlace 32 cuyo modo particular de conexión se describirá más adelante en función del tipo de autorradio, en referencia a la figura 4,
- -
- altavoz dedicado 34, conectado directamente al circuito 22 si el vehículo no tiene autorradio, o si el usuario no desea utilizar éste último para la telefonía manos libres.
La frontera definida por la línea discontinua 36
indica los elementos que presentan un carácter universal, es decir
que no necesitan adaptación en función del modelo de radioteléfono
y/o del modelo de autorradio, y que pueden integrarse pues de forma
idéntica en cualquier vehículo.
Esta adaptación se realiza:
- -
- en función del modelo de radioteléfono, mediante la elección de un soporte específico a ese modelo, que bastará con fijar al tablero de a bordo y conectar a la caja universal por el enlace (igualmente universal) 18;
- -
- en función del autorradio, por una configuración particular del enlace 32 entre los bornes del autorradio y algunos bornes de salida de audio del circuito 22 (o, a falta de autorradio, mediante la conexión directa de un altavoz 34).
La figura 2 ilustra los diferentes bornes de
entrada y de salida de la caja 20.
Además de los bornes de enlace a la batería 24 y
al micro 28, la bornera de la caja comprende esencialmente:
- a)
- bornes de control del teléfono, es decir bornes que permiten intercambiar señales lógicas de control y de datos con el teléfono.
- Más concretamente, los bornes de control del teléfono son bornes de enlace serie "TX1 ", "RX1", "TX2" y "RX2", que permiten intercambiar señales lógicas con cualquier radioteléfono, por ejemplo de acuerdo con el protocolo de comunicación establecido par la recomendación ETSI GSM 0707;
- b)
- bornes de entrada/salida de señales de audio con el teléfono (generalmente con una toma de tierra analógica dedicada);
- c)
- bornes de control del soporte, es decir bornes que permiten intercambiar señales lógicas de control con el circuito integrado al soporte, que comprenden:
- -
- un borne "+12 V" de alimentación general obtenido a partir de la tensión de batería del vehículo para poder alimentar un circuito, integrado en el soporte, de recarga de la batería del teléfono,
- -
- un borne de tierra "GND", que sirve de referencia tanto a la alimentación como a las señales lógicas,
- -
- una entrada "GSM-Detect" que recibe del soporte una señal lógica que indica que un teléfono acaba de colocarse sobre la cuna (esta detección se describirá más detalladamente a continuación en referencia a la figura 3); esta señal tiene como objetivo, en especial, sacar la caja 20 de un estado de bajo consumo para convertirla inmediatamente en funcional, en cuanto se coloca un teléfono,
- -
- una salida "RST-Support", para volver a poner a cero los circuitos del soporte después de que la caja haya salido de su estado de vigilia,
- -
- una salida "STBY-Support" que permite enviar al soporte una orden de puesta en reposo tras la detección de la retirada del teléfono fuera de su soporte,
- -
- una entrada serie "BOOT" destinada, en la primera colocación de un radioteléfono de un modelo dado en el soporte, a activar la descarga hacia la caja de un módulo de programa de personalización memorizado en el circuito 14 del soporte, por ejemplo en una memoria flash de este circuito. Una vez que la descarga ha terminado, este módulo se guardará en memoria de una vez por todas mediante el microcontrolador de la caja 20. De este modo, el módulo de programa específico que permite el manejo del modelo de teléfono correspondiente se integra al soporte específico para ese modelo; y la personalización de programa de la caja se lleva a cabo la primera vez que el usuario coloca el teléfono en el soporte, de manera totalmente transparente para ese usuario. Esta función es, en sí misma, bien conocida y, por ejemplo, queda implementada en el "chipset" del adaptador de coche Parrot 3 comercializado desde 1998 por la solicitante.
- d)
- y bornes de entrada/salida de audio que permiten manejar el autorradio o un altavoz y que comprenden:
- -
- dos entradas de línea "L1-" y "L2-",
- -
- dos salidas de línea "L1+" y "L2+",
- -
- dos salidas de potencia "HP+" y "HP-" para la conexión directa de un altavoz,
- -
- una salida "MUTE",
- -
- un borne "Audio-GND" de tierra propio en la zona audio.
Vamos a describir ahora, en referencia a la
figura 3, el circuito de salida de audio 56 incorporado a la caja
20.
Este circuito permite en especial la adaptación
a un inmenso número de configuraciones de vehículo y, en especial,
de tipos de autorradio utilizados.
Podemos listar las siete situaciones típicas
siguientes:
- -
- ausencia de autorradio (o bien el usuario no quiere utilizar el autorradio para el circuito de telefonía manos libres): el circuito de audio debe poder alimentar directamente un altavoz dedicado;
- -
- presencia de un autorradio simple que necesita compartir los altavoces del coche entre el autorradio y la caja. Es necesario que la caja maneje un relé para conmutar el altavoz ya sea sobre el autorradio o sobre la salida de audio de la caja cuando ésta última emite una señal;
- -
- caso idéntico al precedente y el autorradio dispone además de una entrada "MUTE" que permite cortar el amplificador del autorradio: esta entrada se activa entonces para asegurar una transición entre las dos fuentes de audio;
- -
- el autorradio posee una entrada del tipo "auxiliar" que puede recibir señales de bajo nivel que serán amplificadas por el circuito del autorradio. Se pueden presentar cuatro posibilidades:
- -
- el autorradio está dotado de una entrada mono referenciada a la tierra del autorradio,
- -
- el autorradio está dotado de dos entradas estéreo referenciadas a la masa del autorradio,
- -
- el autorradio está dotado de una entrada mono diferencial (señal mono aplicada entre dos bornes),
- -
- el autorradio está dotado de dos entradas estéreo diferenciales (por consiguiente, sobre cuatro bornes).
El circuito que vamos a describir permite cubrir
todos los casos de figura, simplemente escogiendo un cableado
particular para el enlace entre la caja y el autorradio o el
altavoz.
Como veremos, el circuito 56 cubre
indiferentemente las configuraciones en las que el autorradio
proporciona o no proporciona la masa de tierra de audio; en este
último caso, se utilizará la masa de tierra de la caja.
Este circuito 56 comporta, en la salida de un
convertidor numérico/analógico 58 que emite una señal de audio
diferencial de bajo nivel del teléfono "manos libres", un
amplificador de potencia diferencial 60 conectado en salida, siempre
en modo diferencial, a los bornes HP+ y HP-.
Conlleva igualmente dos circuitos simétricos e
idénticos de bajo nivel que ponen en funcionamiento unos
amplificadores diferenciales 62 y 62'. Una de las entradas, por
ejemplo la del amplificador 62, está conectada a una salida
correspondiente del convertidor 58, mientras que su otra entrada
está conectada a uno de los bornes de entrada L1- mediante el punto
medio de un puente divisor constituido por resistencias 64 y 66, la
resistencia 64 teniendo típicamente un valor del orden del 1% de la
resistencia 66. El punto frío del divisor (resistencia 64) está
conectado a tierra, y su punto caliente (resistencia 66) está
conectado a la entrada del amplificador 62, entrada a la que se
aplica por otro lado una tensión de referencia V_{ref}, por
ejemplo de 6 V, mediante una resistencia 68. La salida del
amplificador 62 está conectada por un lado al borne L1+ mediante una
resistencia 70 y por otro lado al borne HP+ mediante una resistencia
72.
El otro amplificador 62' comprende los mismos
elementos, asociados de forma exactamente simétrica.
El papel de la resistencia 64 es asegurar un
enlace del borne L1- a la toma de tierra del circuito de la caja, en
caso de que el autorradio no proporcione una toma de tierra propia.
De modo opuesto, cuando el autorradio proporciona una masa de
tierra, el hilo que conecta este borne de tierra del autorradio al
borne L1- del circuito de caja presenta una impedancia muy débil
(típicamente inferior a 1\Omega) con respecto al valor de la
resistencia 64 (típicamente del orden de los 100\Omega), lo que
permite recuperar sobre la línea una señal que presenta un nivel
conforme.
La conexión se efectúa de la siguiente manera,
para los casos diversos de figura enumerados más arriba:
- -
- ausencia de autorradio: conexión directa al altavoz dedicado entre los bornes HP+ y HP-,
- -
- autorradio desprovisto de entrada auxiliar: conexión entre HP+ y HP- mediante un relé de conmutación externo; en el caso particular de un autorradio con un amplificador externo, uno de los canales está conectado a L1+ y L1-, y el otro canal a L2+ y L2-,
- -
- autorradio desprovisto de entrada auxiliar y provisto además de una entrada "MUTE": ésta última está activada cuando el circuito manos libres está en funcionamiento (teléfono descolgado),
- -
- autorradio con entrada "auxiliar":
- -
- entrada mono referenciada a la masa: a conectar entre L1+ y L1-,
- -
- entradas estéreo referenciadas a la masa: un canal a conectar entre L1+ y L1-, el otro entre L2+ y L2-,
- -
- entrada mono diferencial: a conectar entre L1+ y L2+,
- -
- entradas estéreo diferenciales: un canal a conectar entre L1+ y L2+, el otro entre HP+ y HP-; en este último caso, se le da al amplificador 60 una impedancia alta mediante activación de un broche HZ.
Se notará que se pueden prever diversas
variantes del circuito de audio, en especial, con un circuito 58 que
emita en salida una señal de audio no diferencial: en este caso,
esta señal se aplica sobre una entrada única (o sobre las dos
entradas unidas) del amplificador 60, y uno de los amplificadores 62
o 62' está montado de manera que invierte sus entradas positiva y
negativa con el fin de poder emitir en salida señales en oposición
de fase en los bornes L1+ y L2+.
Claims (5)
1. Un adaptador "manos libres" para
teléfono móvil, destinado en especial a ser instalado de serie en un
vehículo automóvil, este adaptador comprendiendo:
- -
- por una parte, una caja universal instalada de forma fija en el vehículo, esta caja consta de bornes de enlace a órganos externos que comprenden al menos una fuente de alimentación (24) del vehículo, un micrófono (28) y medios de restitución del sonido (30; 34),
- -
- por otra parte, medios de enlace de esta caja con el teléfono remoto (10),
la caja (20) incluyendo un circuito de salida de
audio (56) que recibe en entrada una señal de audio para ser
reproducida y apta para emitir señales de salida en una pluralidad
de bornes de salida (HP+, HP-, L1+, L2+) conectables de forma
selectiva a dichos medios externos de restitución del sonido (30;
34) según diferentes configuraciones de conexiones posibles,
este adaptador está caracterizado
porque:
- -
- el circuito de salida de audio (56) presenta una configuración simétrica formada por un amplificador principal (60) y por dos amplificadores secundarios (62, 62') con sus componentes asociados respectivos, el amplificador principal (60) es un amplificador con salidas diferenciales guiado en entrada por dicha señal de audio que debe ser reproducida y cuyas salidas emiten una señal amplificada en un primer y un segundo bornes de salida correspondientes (HP+, HP-),
- -
- cada amplificador secundario (62; 62') es un amplificador con entradas diferenciales y con salida no diferencial de las que una de las entradas se guía por dicha señal de audio que debe ser reproducida, la otra entrada se guía por un circuito de referencia de potencial (64, 66, 68, V_{ref}), y la salida emite una señal en un tercer borne de salida (L1+; L2+), esta última salida del amplificador estando acoplada además a uno de los bornes de salida (HP+; HP-) del amplificador principal.
2. El adaptador de la reivindicación 1, en el
que el circuito de referencia de potencial (64, 66, 68, V_{ref})
comprende un borne de entrada (L1-; L2-) susceptible, según la
configuración de conexión escogida, de estar conectado o no a un
potencial de tierra externo, el circuito de referencia de potencial
siendo apto para aplicar en la entrada correspondiente del
amplificador secundario ya sea un potencial función únicamente de un
potencial dado (V_{ref}), si dicho borne de entrada no está
conectado a un potencial de masa externo, ya sea a un potencial
función tanto de dicho potencial dado (V_{ref}) como del potencial
de masa externo, en caso contrario.
3. El adaptador de la reivindicación 2, en el
que dicha entrada correspondiente del amplificador secundario está
acoplada a dicho borne de entrada (L1-; L2-) mediante el punto medio
de un puente divisor (64, 66) del que una de las ramas está
conectada a la toma de tierra del circuito de salida de audio y la
otra rama está conectada a la entrada del amplificador, esta entrada
recibe además dicho potencial dado (V_{ref}).
4. El adaptador de la reivindicación 1, en el
que la salida del amplificador secundario está acoplada a los bornes
de salida mediante el punto medio de un puente divisor (70, 72) del
que una de las ramas está conectada a uno de los bornes de salida
(HP+; HP-) del amplificador principal y la otra rama está conectada
a dicho tercer borne de salida (L1+; L2+).
5. El adaptador de la reivindicación 1, que
comprende además medios de regulación de amplificación aptos para
ajustar automáticamente la amplitud de salida de audio a la dinámica
de dichos medios externos de restitución del sonido, por
identificación automática de estos medios y/o a partir de las
informaciones externas proporcionadas por el vehículo.
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