SE511974C2 - Telefon med förbättrad lågfrekvensåtergivning - Google Patents

Description

20 30 35 511 974 nämnda lufttäta försegling mellan högtalaren och mikrofonen, så att telefonen kan godkännas vid testerna.

Eftersom testerna enligt ovan föreskriver en lufttät försegling, kommer emellertid högtalarens frekvenssvar att bli mindre tillfredsställande, om det förekommer ens ett mycket litet utrymme mellan högtalaren och mikrofonen. I verkligheten förekommer sällan en perfekt försegling mellan högtalaren och användarens öra; telefonen kommer tvärtom vanligen att hållas på ett kort avstånd från det mänskliga örat. I synnerhet när det gäller mobiltelefoner, där den mottagna ljudstyrkan kan vara hög och brusnivàn vara ansen- lig, kommer användaren troligen att hålla ett visst avstånd mellan örat och telefonens högtalare. Följden av detta är att det undre frekvensområdet av det genom högtalaren mot- tagna ljudet inte kommer att uppvisa den perfekta ljudstyr- ka, som förekom vid godkännandetesterna; istället kommer ljudamplituden vid låga frekvenser att vara avsevärt lägre än för en ideal situation med ett jämnt frekvenssvar.

Tidigare kända sätt att åtgärda ovanstående problem har inbegripit förstärkning av det lågfrekventa området av ljudet från högtalaren, varvid svårigheter uppkommer vad gäller att bibehålla telefonens övergripande frekvenssvar vid en tillräckligt jämn nivå. Vidare vore en uppenbar lösning att åstadkomma en övergripande brusreducering genom akustiska, elektriska och elektroniska komponenter av högsta kvalitet. Denna lösning skulle emellertid innebära en kostnadsnackdel vad gäller det totala priset för fram- ställning av telefonen.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att lösa den ovan beskrivna problemsituationen. I korthet kan det låg- frekventa svaret hos en telefon förbättras tack vare den uppfinningsmässiga insikten, att förluster vid låga frekvenser kan korrigeras med hjälp av organ, som för- 10 15 20 25 30 1999-06-22 1-2; \Pus1.1c\DOC\l>\1s740s9s,doc BA/IJ stärker det lågfrekventa området hos ljudet och avger ljudet från positioner, som är åtskilda från det centrala högtalaromràdet, varifrån högtalarens ljud normalt avges och där en testmikrofon kommer att anslutas under lufttät försegling vid godkånnandetester. Enligt föreliggande uppfinning bibehåller man med andra ord en tillräckligt jämn nivå hos det frekvenssvar, som upptas vid centrum av högtalaren under tester, så att godkännande kan uppnås vid testet, medan ljudets låga frekvenser (dvs basljudet) förstärks och avges från icke-centrala delar av högtalaren eller telefonhöljet. Tack vare uppfinningen kommer tele- fonen fortfarande att godkännas i tester, samtidigt som en användare kommer att uppleva förbättrad basljudkvalitet vid normal användning, där ett visst avstånd upprätthålls mellan det mänskliga örat och telefonens högtalare.

Syftet med föreliggande uppfinning uppnås således för som är monterad en telefon, innefattande en högtalare, bakom en högtalardel av ett apparathölje, där ett centrum- område av högtalardelen har åtminstone en central ljudöpp- ning, genom vilken av högtalaren alstrat ljud avges, genom att åtminstone en basljudöppning arrangeras i apparathöljet pâ avstånd från den centrala ljudöppningen samt genom att organ anordnas för alstring av ljud med förbättrad lågfre- kvenskarakteristik genom basljudöppningen.

Andra syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning framgår av efterföljande detaljerade beskriv- ning, av ritningarna samt av bifogade patentkrav. Översiktlig beskrivning av ritningarna Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas närmare i detalj, varvid hänvisning görs till medföljande ritningar, på vilka: FIG 1 är en schematisk vy i sektion av en del av en telefon enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, 'S11 f974ii W U 20 25 511 974 FIG 2 är ett schematiskt kretsschema för den i FIG 1 visade utföringsformen, FIG 3 är ett alternativt schematiskt kretsschema för den i FIG 1 visade utföringsformen, FIG 4 och 5 är diagram, som illustrerar frekvens- svaret hos de i FIG 1-3 visade utföringsformerna, FIG 6 är en schematisk vy i sektion av en andra utföringsform av föreliggande uppfinning samt FIG 7 är ett diagram, som illustrerar frekvenssvaret hos den i FIG 6 visade utföringsformen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer FIG 1 illustrerar en första utföringsform av en telefon, som uppvisar organ för att förbättra làgfrekvens- svaret enligt föreliggande uppfinning. Telefonen innefattar ett apparathölje 30 med en högtalardel 20, som är försedd med ljudöppningar 40. En första högtalare 10 är på konven- tionellt sätt monterad inuti apparathöljet 30 bakom hög- talardelen 20 i linje med ljudöppningarna 40. Den första högtalaren 10 är konstruerad att uppvisa ett jämnt fre- kvenssvar, som uppfyller ovan beskrivna godkännandeföre- skrifter, dà frekvenssvaret mäts med hjälp av en testmikrofon, som medelst en lufttät försegling är monterad vid högtalardelen 20. Telefonen är vidare försedd med en andra högtalare 70, som är monterad inuti apparathöljet 30 bakom den första högtalaren 10. Enligt vad som kommer att beskrivas nedan, är den andra högtalaren 70 anordnad att alstra ljud med förbättrad lägfrekvenskarakteristik genom basljudöppningar 60 i apparathöljet 30.

Som visas i FIG 1, är basljudöppningarna 60 belägna på avstånd fràn de centrala ljudöppningarna 40 vid centrum av högtalardelen 20. Den första högtalaren 10 är vidare försedd med en första ljudkammare 12, som bildas av en vägg 14, medan den andra högtalaren 70 har en andra ljudkammare W U 20 25 35 1999-06-22 E ~. \PUBLIC\DOC\P\1874069B .dOC BÅ/LJ' 511 974 62, som bildas av en vägg 64. Kamrarna 12 och 62 är akustiskt isolerade från varandra.

Såväl den första högtalaren 10, vilken kommer att benämnas högtalare med jämnt svar i det följande, som den andra högtalaren, vilken kommer att benämnas bashögtalare i det följande, är anslutna till en gemensam förstärkare 72.

Medan högtalaren 10 med jämnt svar är direkt ansluten till denna förstärkare 72 och därigenom åstadkommer ett jämnt frekvenssvar enligt vad som visas i FIG 4, är bashögtalaren 70 ansluten till förstärkaren 72 via ett mellanliggande làgpassfilter 74, vilket kommer att dämpa de högre frekven- serna i den till bashögtalaren 70 matade drivsignalen och åstadkomma ett frekvenssvar, som i huvudsak rör sig inom ett lågfrekvent område, enligt vad som illustreras i FIG 4.

Lågpassfiltret 74 innefattar en spole 76 på 10 mH, som är seriekopplad med en kondensator 78 på 10 uF, enligt vad som illustreras i FIG 2. Lågpassfilter av detta slag är välkända inom det tekniska området och beskrivs inte närmare hädanefter.

Bashögtalaren 70 är således anordnad att avge ljud för förbättrad bas- eller lågfrekvenskarakteristik genom de icke-centrala basljudöppningarna 60. Basljudöppningarna 60 är belägna på tillräckligt långt avstånd från de centrala ljudöppningarna 40 för att inte inverka på ovan beskrivna godkännandetestmåtningar, vilka genomförs vid centrumom- rådet av högtalardelen 20. Vid normalt bruk kommer däremot ljudkvaliteten att förbättras för en mänsklig användare tack vare förekomsten av förbättrat basljud genom basljud- öppningarna 60, enligt vad som illustreras i FIG 5.

Den undre kurvan i FIG 5 representerar den ljudkvali- tet, som upptas av en mikrofon, vilken hålls på ett avstånd av 2 cm från den sida av telefonen, som innefattar högtalardelen, när endast högtalaren 10 med jämnt svar utnyttjas (dvs motsvarande en tidigare känd telefon, som endast utnyttjar en högtalare). Den övre kurvan i FIG 5 15 20 25 J 511 974 6 representerar den ljudkvalitet, som inmäts av samma mikro- fon, belägen på samma avstånd från telefonen, när det dubbla högtalararrangemanget utnyttjas enligt den ovan beskrivna första utföringsformen av uppfinningen. Som klart framgår av FIG 5, har ljudkvaliteten förbättrats väsentligt i det làgfrekventa området tack vare föreliggande uppfin- ning.

Som alternativ till att använda en gemensam förstärkare 72 för båda högtalarna 10 och 70 i FIG 2 kan högtalaren 10 med jämnt svar och bashögtalaren 70 drivas av varsin förstärkare 80 och 82, vilket illustreras i FIG 3.

Ett làgpassfilter 84 är anslutet före den andra förstärkaren 82, så att endast lägre frekvenser kommer att förstärkas i den drivsignal, som matas till bashögtalaren 70. Lågpassfiltret 84 kan realiseras av konventionella passiva komponenter, såsom motstånd och kondensatorer, vilket torde inses av fackmannen. Alternativt kan làgpass- filtreringen uppnås genom en digital signalprocessor (DSP).

En andra utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till FIG 6 och 7.

Den andra utföringsformen ger en mera kompakt lösning än den första utföringsformen, eftersom behovet av en extra bashögtalare 70 har eliminerats. En schematisk bild av den andra utföringsformen ges i FIG 6. Telefonen innefattar ett apparathölje 30 med en högtalardel 20, som är försedd med centrala ljudöppningar 40. En högtalare 10 är monterad inuti apparathöljet 30 bakom högtalardelen 20. Apparat- höljet 30 är vidare försett med basljudöppningar 60, som är belägna på avstånd från det centrala omrâdet av högtalar- delen 20 och de centrala ljudöppningarna 40. De hittills beskrivna elementen är identiska eller likartade med motsvarande element i den i FIG I visade första utföringsformen.

Till skillnad från den första utföringsformen upp- visar telefonen enligt FIG 6 ingen extra bashögtalare. 15 20 25 30 1999-06-22 E: \PUBLIC\DOC\P\IG7GOGSS .dDC BÅ/IJ 511974 Baskammare 92 är istället anordnade pá ömse sidor om en central ljudkammare 12. Baskamrarna 92 bildas av väggar 96 och ansluter till en respektive basljudöppning 60. Varje baskammare 92 är dessutom ansluten till den centrala ljud- kammaren 12 via en liten öppning 90 i väggen 96. Vidare innehåller varje baskammare 92 akustiskt dämpande material 94, som är anordnat att filtrera bort högfrekventa kom- ponenter i det ljud, som läcker in från den centrala ljud- kammaren 12 genom öppningarna 90 till respektive baskammare 92.

Den enda högtalaren 10 drivs av förstärkarorgan, sàsom en förstärkare och filter, varvid det lágfrekventa området av ljudet från högtalaren 10 förstärks. En sådan förstärkning av det lágfrekventa området kan förefalla motverka kraven pà ett jämnt frekvenssvar i det ljud, som detekteras av en textmikrofon genom de centrala ljudöpp- ningarna 40. En viss andel av det av högtalaren 10 i den centrala ljudkammaren 12 alstrade ljudet kommer emellertid att läcka genom öppningarna 90 in i baskamrarna 92. De högre frekvensområdena av detta ljud kommer att dämpas av det dämpande materialet 94 samt av öppningarna 90 i sig själva, men en viss andel av de lägre frekvenserna kommer att avges genom basljudöppningarna 60, varigenom basdelen förbättras för det totala ljud, som tas emot av ett mänskligt öra på visst avstånd från högtalardelen 20.

För att kunna uppnå såväl ett tillräckligt jämnt frekvenssvar vid mätning medelst en lufttät försegling direkt över de centrala ljudöppningarna 40 som den önskade basförbättringen vid avlyssning under normal användning av telefonen, mäste såväl den centrala ljudkammaren 12 som baskamrarna 92, öppningarna 90 och 60 samt det akustiskt dämpande materialet 94 noggrant utformas och anpassas under tester i verkligheten och i laboratoriemiljö. Att genomföra sådan fininställning anses ligga väl inom räckhåll för 10 15 20 25 1999-06-22 E:\PUBLIC\DOC\P\lB74D69S.dot BÅ/IJ 511 974 fackmannen, då denne ges de ovan beskrivna grundläggande riktlinjerna.

I FIG 7 illustreras frekvenssvaret för den andra utföringsformen vid mätning medelst en testmikrofon, som tätt ansluter till högtalardelen 20. Den understa kurvan representerar frekvenssvaret hos högtalaren 10, om ingen förstärkning eller elektronisk kompensering av lågfrekvens- förlusterna sker. Den översta kurvan representerar frekvenssvaret hos den förstärkare, som används för att förbättra basljudkarakteristiken. Som framgår av FIG 7, är förstärkaren anordnad att åstadkomma en hög grad av förstärkning för frekvenser upp till omkring 300 Hz samt en linjärt avtagande förstärkning för frekvenser mellan ungefär 300 och 900 Hz. För frekvenser ovanför 900 Hz ger förstärkaren en låg grad av förstärkning. Det resulterande frekvenssvaret för högtalaren 10 illustreras av den mellan- liggande kurvan, vilken visar att den totala ljudkvalitet, som erhålls genom den andra utföringsformen av uppfin- ningen, uppvisar ett tillräckligt jämnt frekvenssvar, Det resulterande frekvenssvaret under normal använd- ning motsvarar väsentligen det frekvenssvar, som illustre- ras i FIG 5 för den första utföringsformen.

Föreliggande uppfinning har beskrivits ovan med hänvisning till en första och en andra utföringsform. Andra utföringsformer än de uttryckligen visade är emellertid möjliga inom ramen för uppfinningen, såsom denna definieras av bifogade självständiga patentkrav. Exempelvis, vad gäller den första utföringsformen, kan de två högtalarna alternativt vara arrangerade bredvid varandra snarare än bakom varandra. Alla förstärkande och filtrerande funktioner kan vidare uppnås genom andra organ än de visade. Dessutom kan såväl de centrala ljudöppningarna som de avlägsna basljudöppningarna vara arrangerade på annat vis och vara utförda i ett antal, som är större än eller mindre än vad som illustreras på ritningarna och i 1999-06-22 E:\PUBLIC\DOC\P\1.8740G9s.dDc BA/LJ 9 511 974 föregående beskrivning. Vad gäller den andra utföringsformen (FIG 6), kan man undvika användning av ett akustiskt dämpande material 94 genom att noggrant utforma de akustiska egenskaperna hos basljudkammaren 92 och öppningarna 90 samt 60.

Claims (6)

W U 20 25 30 1999-06-22 \\CURRENT\SYS\PUBLIC\DOC\ P\1B710G9S.d0C BA/LJ 10 511 974 PATENTKRAV

1. Telefon, monterad bakom en högtalardel (20) (30), innefattande en högtalare (10), där ett centrumområde av högtalardelen har som är av ett apparathölje åtminstone en central ljudöppning (40), genom vilken av högtalaren alstrat ljud avges, kånnetecknad av åtminstone en basljudöppning (60), anordnad i appa- rathöljet (30) och belägen pà avstånd från nämnda åtminstone en central ljudöppning (40), Samt Organ (70, 72, 74; 70, 82, 84; 10, 92, 94) alstring av ljud med förbättrad lågfrekvenskarakteristik genom nämnda åtminstone en basljudöppning (60). för

2. Telefon enligt krav 1, där nämnda organ för alstring av ljud med förbättrad lågfrekvenskarakteristik innefattar ytterligare en högtalare (70).

3. Telefon enligt krav 2, där nämnda ytterligare högtalare (70) (10), som är monterad bakom högtalardelen (20). är akustiskt isolerad från nämnda högtalare

4. Telefon enligt något av kraven 1-3, där nämnda organ för alstring av ljud med förbättrad lågfrekvenskarakteristik innefattar en förstärkare (72; 82) och ett lågpassfilter (74; 84).

5. Telefon enligt krav 1, där nämnda organ för alstring av ljud med förbättrad lågfrekvenskarakteristik innefattar en kammare (92) talaren (10) (60).

6. Telefon enligt krav 5, där nämnda kammare innefattar akustiskt dämpande material (94). för att leda ljud från hög- till nämnda åtminstone en basljudöppning (92)