DE2826345A1

DE2826345A1 - Telefonadapter

Info

Publication number: DE2826345A1
Application number: DE19782826345
Authority: DE
Inventors: Leonard F Shepard; Abram N Spanel
Original assignee: SPANEL ABRAM NATHANIEL
Current assignee: SPANEL ABRAM NATHANIEL
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1979-01-04
Also published as: MX144953A; CH633925A5; ES470867A1; SE7806809L; SE430367B; BE868153A; NZ187578A; JPS5417605A; CA1105630A; JPS605101B2; GB2000665B; NL7806549A; NO150300B; US4115659A; DK266778A; AR215716A1; AU517959B2; GB2000665A; BR7803853A; FR2394943A1

Description

PATENTANWÄLTE RUFF UND BEiER STUTTGART

^ Neck

DIpI.-C h em. Dr. Ruff _ _. ..

Dipl.-Ing. J. Beier D-7OOO Stuttgart

Tel.: ΓΟ711") 227051*

ΤθΙθχΟ7-23412 erubd

14. Juni 1978 A 17 332/3 JB/Sb

Anmelder: Abram N. Spane1

344 Stockton Street
Princeton, New Jersey 08540 U.S.A.

Telefonadapter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektro-akustischen Telefonadapter und insbesondere einen elektro-akustischen Telefonadapter, der die Qualität der Telefonverbindungen bei einem ohne Benutzung der Hände zu bedienenden Telefon sehr verbessert.

Die vorliegende Erfindung verringert versentlich das "Echo" oder den häufig beobachteten Effekt, daß der Sprecher meint, "in einen Schacht oder Tank" zu sprechen, wenn er die zur Zeit erhältlichen frei zu bedienenden Telefone benutzt. Man glaubt, daß dieser "Echo"-Effekt in den üblichen ohne Benutzung der Hände zu bedienenden Telefonen durch die Verwendung nicht gerichteter Mikrophone verursacht wird, die Mehrwegreflexionen mit ihren begleitenden Phasenverstärkungen und - Unterdrückungen aufnehmen. Die vorliegende Erfindung bietet ebenso unter anderem Vorteile auf dem Gebiet der Schaltung zwischen Übermittlung und Wiedergabe.

Telefonadapter zur Benutzung eines Telefons,ohne daß der Hörer gehalten werden muß, sind im Stand der Technik bekannt. Z.B. beschreibt die US-PS 3 887 771 einen Telefonadapter, der dazu

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gebraucht werden kann, die Qualität und Handhabung der Verbindung über das Telefon über die bis dahin bekannten Einrichtungen hinaus zu verbessern. Das vorher erwähnte Patent vergrößert die Verbindungsqualität durch den Gebrauch eines gefalteten Trichters, der die akustische Schallverstärkung über ein Telefonsystem übermitteln läßt. Der akustisch verstärkte Schall wird direkt dem Mundstück des Hörers des üblichen Telefons zugeführt. Die vorliegende Erfindung stellt gegenüber dem vorhergenannten Patent dadurch eine Verbesserung dar, daß die Richtcharakteristik eines akustischen Trichters mit einer geschalteten elektronischen Verstärkung verbunden wird.

Das vorher genannte Patent und die US-PS 2 987 575 beschreiben den Gebrauch elektronischer Verstärkung des empfangenen Schalls. In beiden Patenten ist die Hörkapsel induktiv mit einem Verstärkerstromkreis gekoppelt, der ein Signal verstärkt, das dann Lautsprechereinrichtungen zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung gibt durch die Verbindung eines gefalteten Trichters und des elektrischen Verstärkungsstromkreises eine verbesserte Sprechübermittlung. Der gefaltete Trichter gibt eine Richtwirkung des Schallempfangs. Der elektrische Verstärkungsstromkreis empfängt ein Signal von dem am Endoder Ausgangsabschnitt des Trichters angebrachten Mikrophon, verstärkt das elektrische Signal und gibt ihm ein bestimmtes Frequenzprofil. Das verstärkte und Frequenz profilierte elektrische Signal wird dann in Schall durch einen Wandler umgewandelt. Der Wandler ist vorhanden, um· die Kopplung des Schalls zu dem Mundstück des Hörers des Telefons zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung bringt gegenüber dem Stand der Technik eine Anzahl wesentlicher Verbesserungen. Einer dieser Vorteile ist die erhöhte Qualität der Telefonverbindung in der Übermittlungsrichtung, was durch die Kombination eines gefalteten Trichters und einer elektronischen Verstärkungseinrichtung in dem Ubermittlungsweg zwischen dem Ausgang des Trichters und dem

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Eingang des Mundstückes des Hörers eines Telefons erzielt wird. Der gefaltete Trichter hat Schallempfangs-Richtcharakteristika. Durch den Gebrauch eines Trichters gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Schallempfang und die Erfassung in einem Winkelbereich vor der Trichterachse erhöht, während die Erfassung von außerhalb dieses Bereiches herrührendem Schall verringert wird. Die in Büros und Häusern benutzten Telefone zur Verwendung ohne Benutzung der Hände sind unveränderlich von Wänden und anderen Schall reflektierenden Gegenständen umgeben. Daher wird, sogar wenn der Sprecher hinter dem Trichter des ohne Benutzung der Hände zu bedienenden Telefons steht (wenn er in einer Richtung steht, die der Richtung der Richtwirkung des Trichters entgegengesetzt ist), die Stimme des Sprechers dennoch durch den Trichter über Reflexion des Schalls von einer vor dem Trichter befindlichen Wand des Zimmers aufgenommen. Jedoch werden die Reflexionen der Stimme des Sprechers nicht von den anderen Wänden des Zimmers aufgenommen. Schallreflexionen von verschiedenen anderen Gegenständen, die sich außerhalb der Richtcharakteristik des Trichters befinden, können vermieden oder vermindert werden. Daher verringert die Richt-charakteristik des Trichters unerwünschte Reflexionen oder "Echos" in dem übermittelten Signal, ohne ernstlich den Sprecher daran zu hindern, von jedem Punkt des Zimmers aus zu sprechen. Durch die Verringerung des "Echo"-Effektes am Angang verhindert der Telefonadapter nach der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit zusätzlicher elektronischer Mittel zur Wellenformung oder -filterung, was ansonsten zur Unterdrückung des "Echo"-Effektes notwendig gewesen wäre. Ein einfacheres und daher zuverlässigeres System ist das Ergebnis.

Nach der vorliegenden Erfindung werden die gewünschten Aspekte der Richtcharakteristik des Trichters mit einer elektronischen Schaltungsverstärkung verbunden. Der Schall am Ausgang oder Endabschnitt des Trichters wird mittels eines Mikrophons in ein elektrisches Signal umgewandelt. Der elektrische

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Signalausgang des Mikrophons wird elektronischen Verstärkern zur Verstärkung zugeführt. Die Frequenzformung ist ebenso vorgesehen, um die Charakteristik der übermittelten Sprache zu verbessern. Das verstärkte und Frequenz profilierte Signal wird einem Wandler zur Rückumwandlung des elektrischen Signals in Schallwellen zugeführt. Der Wandler ist so angebracht, daß er mit dem Mündstück des Hörers eines üblichen Telefons gekoppelt werden kann.

Gemäß dem elektro-akustischen Telefonadapter nach der vorliegenden Erfindung ist die elektronische Verstärkung in den beiden Ubermittlungs- und Empfangskanälen vorgesehen. In dem Empfangskanal ist eine Verstärkungseinrichtung induktiv an die Hörkapsel des Hörers eines üblichen Telefons gekoppelt. Dieses Signal wird verstärkt und einer Lautsprechereinrichtung zugeführt. Um das Problem der erneuten Übermittlung des empfangenen Signals von der Lautsprechereinrichtung, was manchmal auch als "Pfeifen bzw. Rückkopplung" bezeichnet wird, zu vermeiden, sind Schalteinrichtungen sowohl in den Ubermittlungsals auch in den Empfangskanälen vorgesehen. Die Schalteinrichtungen werden durch eine Unterbrechungseinrichtung gesteuert, die von Stimmsignalen in den ubermittlungs- und Empfangskanälen oder Signalwegen abhängig sind. Zusätzlich ist eine Vorspannungseinrichtung vorgesehen, um den (Jbertragungskanal betriebsbereit zu halten.

Um die Ubermittlungs- und Empfangskanäle daran zu hindern, zwischen Sprechpausen in Abhängigkeit von Sprechpausen, während eine Person spricht, so z.B. zwischen Silben, zu schalten, sind Einrichtungen zur Zeitverzögerung der Schaltung vorgesehen, Nach der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, diese Zeitverzögerung zu verkürzen, wenn eine das Telefon benutzende Person laut spricht.

Die vorliegende Erfindung enthält eine Anzeige mit Licht emittierender Diode, die die abgelaufene Zeit eines Telefonge-

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sprächs anzeigt. Dies versorgt den Benutzer des Telefons mit einer kontinuierlichen Angabe der Länge des Telefongesprächs. Die L.E.D.-Anzeige kann an der gefalteten Ausbildung des Trichters angebracht sein, ungeführ in der Mitte der öffnung des Trichters. Zu einer vorbestimmten Anzahl pro Minute leuchtet die L.E.D.-Anzeige eine der abgelaufenen Zeit des Telefongesprächs entsprechende Zahl auf. Das Aufleuchten der digitalen Anzeige mit Licht emittierender Diode regt die Aufmerksamkeit des Benutzers an, so daß er der während eines Telefongesprächs ablaufenden Zeit gewahr ist. Normalerweise schaut eine Person in die Richtung, in die sie spricht und neigt dazu, auf den Trichter des Telefons zu sehen, der die Stimme empfängt. Diese natürliche Neigung wird durch die Aufmerksamkeit des Benutzers verstärkt, die auf die Anzeige gelenkt wird, was den Benutzer veranlaßt, in Richtung des Trichters zu sehen. Daher hat das Aufleuchten der Anzeige einen weiteren nützlichen Vorteil auf die Qualität der Sprachübarmittlung, da es dazu neigt, den Benutzer zu veranlassen, in Richtung des Trichters zu sprechen. Gemäß der Erfindung wird eine Zeitzähleinrichtung, z.B. ein elektronischer Zeitzähler beim Beginn des Telefongespräches durch die Betätigung von Schalteinrichtungen eingeschaltet. Die Ausgänge der Zeitzähleinrichtung, die beide ein Signal für die abgelaufene Zeit und ein Markiersignal sind, werden der Treiberoder Steuerschaltung für die Licht emittierende Diode zugeführt, die ihrerseits die L.E.D.-Anzeige anschaltet.

Durch die Erfindung wird also ein Telefonadapter für das Telefonieren ohne Benutzung der Hände für die Benutzung eines Telefonhörers mit einer Hörmuschel geschaffen und folgendes enthält: einen Übermittlungssignalweg, der in Reihe ein Mikrophon, eine Verstärkereinrichtung, eine Abschalteinrichtung und einen Wandler enthält; einen Empfangssignalweg, mit einer Einrichtung zur Verstärkung von Klangenergie aus der Hörmuschel, wobei der Empfangsweg in Reihe eine Kopplung, eine Verstärkereinrichtung, eine Abschalteinrichtung und einen Lautsprecher aufweist; Vorspannungsmittel um den Ubermittlungsweg in betriebsbereitem

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Zustand zu halten, wenn keine Signale vorhanden sind, und Unterbrechungseinrichtungen für die Signalwege in komplementärer Arbeitsweise.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektroakustischen Telefonadapters in Verbindung mit einem üblichen Telefon,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des teilweise aufgeschnittenen elektro-akustischen Telefonadapters nach Fig. 1, die unter anderem den Aufbau des gefalteten Trichters zeigt,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer Digitalanzeige mit Licht emittierender Diode zur Anzeige der Zeitdauer eines Telefongespräches,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild in der Form eines Blockschaltbildes einer elektronischen Schaltung der Anzeige mit Licht emittierender Diode,

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild, z.T. in Form eines Blockschaltbildes der elektronischen Schaltung der vorliegenden Erfindung und

Fig. 7 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht des Teils 16 mit einem darin enthaltenen Quecksilberschalter.

Zu den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, ist in Fig. 1 ein Telefon 10 gezeigt, das mit einem Telefonsteuergerät 12 versehen ist. Das Telefonsteuergerät 12 kann so ausgebildet sein, um die Trenntasten des Telefons zu bedienen, während der Hörer 14 des Telefons dauernd von der Gabel des Telefons entfernt mit einem Telefonadapter 22 in Verbindung ist

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und kann ähnlich dem nach der US-PS 40 79 196 aufgebaut sein. Das Telefonsteuergerät weist also ein Teil 16 mit einem vorbestimmten Gewicht auf/ das schwenkbar mittels eines Schwenkteils 18 befestigt ist. Das Schwenkteil 18 kann zwischen den Vorsprüngen der Gabel befestigt sein. Das Teil 16 hat ein vorbestimmtes Gewicht, das ausreicht, um die Trennschalttasten des Telefons nieder zu halten, wenn das Teil 16 auf der Gabel des Telefons liegt (Fig. 1). Das Teil 16 hat einen Hohlraum, um eine Schalteinrichtung 20, die ein Quecksilberschalter sein kann, aufzunehmen. Die Schalteinrichtung 20 in Teil 16 ist in Fig. 7 detaillierter gezeigt. Wie in den beiden Fig. 1 und 7 gezeigt ist, ist der Schalter in offenem Zustand, wobei das flüssige Quecksilber 21 zwischen den elektrischen Kontaktelementen 23 und 25 keinen geschlossenen Stromkreis bildet. Wenn das Teil 16 durch Schwenkung um das Schwenkteil 18 in eine vertikale Position angehoben wird, fließt flüssiges Quecksilber um die Elemente 23 und 25 und bildet einen geschlossenen Stromkreis. Jedoch ist zu bemerken, daß die Schaltung vom offenen zum geschlossenen Zustand durch Anheben des Teiles 16 auch umgekehrt vorgesehen sein kann (von geschlossenem in den offenen Zustand), wenn man eine entsprechende bekannte Schaltung im Telefonadapter 22 zusätzlich vorsieht. Weiterhin kann jeder andere geeignete Schaltertyp, z.B. ein Mikroschalter, verwendet werden.

Die elektrischen Kontakte des Schalters 20 sind mit dem elektro-akustischen Telefonadapter 22 durch ein elektrisches Kabel 24 verbunden. Das Anheben des Teils 16 erlaubt den nicht dargestellten Trennschalttasten des Telefons 10, sich zu heben, wodurch das Telefon elektrisch mit der Telefonleitung verbunden wird. Gleichzeitig werden die Schaltkontakte der Schalteinrichtung 20 in Betrieb gesetzt und geben dem Telefonadapter 22 ein Signal, daß ein Telefongespräch im Gang ist. Dieses Signal kann dazu benutzt werden, um die Verstärkereinrichtung in dem Telefonadapter 22

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einzuschalten und die Zeitzähleinrichtung einzuschalten, z.B. einen Zeitzähler 60 (Fig. 5), dessen Ausgang auf einer numerischen Anzeige, z.B. auf der Anzeige 26 mit Licht emittierender Diode (L.E.D.-Anzeige), angezeigt wird.

Das Mundstück oder die Mikrophonseite 28 des Hörers 14 kann in dem ersten Hohlraum des Telefonadapters 22 angebracht sein, der durch eine Durchführung oder Dichtung 30, die aus elastischem oder Gummi ähnlichen Material bestehen kann, abgeschlossen sein. Die Hörkapsel oder das Empfangsende 32 des Hörers 14 kann in dem zweiten Hohlraum angebracht sein, der durch eine Durchführung oder Dichtung 33, die ebenso aus einem elastischem Gummi ähnlichen Material besteht, abgeschlossen sein.

In Bezug auf Fig. 1 und 2 zusammen ist der Telefonadapter mit einem Schallempfangstrichter 36 ausgestattet, der vorzugsweise als gefalteter Trichter ausgebildet ist. Der Trichter 36 kann vorzugsweise von "exponentialer" Art mit mehreren gefalteten Abschnitten sein und ist vorzugsweise aus Celluloseacetat oder einem anderen passenden Plastik ähnlichen Material hergestellt, um die besten Klangübertragungseigenschaften zu erzielen, beispielsweise um einen einheitlichen Frequenzgang und den Wegfall oder die Verminderung von unerwünschten Resonanzen zu erzielen. Der in Fig. 2 dargestellte Trichter kann eine ungerade Anzahl Abschnitte enthalten, von denen eine gerade Anzahl gefaltete Abschnitte sind, die zusammen einen kontinuierlichen Klangdurchgang von stufenweise abnehmenden Querschnitten, die von der Öffnung 38 bis zum Ende oder Ausgangsabschnitt reichen, bilden. An den Endabschnitt 40 kann ein Mikrophon 41 angeschlossen bzw. angekuppelt sein. Das Mikrophon 41 wandelt die Klangwellen in elektrische Signale für die elektrische Verarbeitung um, wie es später in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wird.

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Der Trichter 36 hat eine öffnung 38 mit einem wirksamen Öffnungsbereich, der verglichen mit der Fläche des Mikrophones 41 relativ groß ist. Dies verschafft eine relativ große akustische Verstärkung. Der Exponentialtrichter 36 mit den gefalteten Ausbildungen 42 und 44 erzielt eine größere axiale akustische Länge von der öffnung 38 zu dem Ende 40 als die maximale Diagonalabmessung des Eingangs der öffnung 38. Der Trichter 36 besitzt eine erhebliche Menge an Richtwirkung mit einer Richtcharakteristik, die sich vor dem Trichter 36 um die A_chse des Trichters 36 herum erstreckt. Die Achse des Trichters 36 ist eine Linie, die durch das Zentrum der gefalteten Struktur 44 reicht. Diese Empfangsklangcharakteristik führt tatsächlich zu einer wirksamen Unterdrückung unerwünschter Hintergrundgeräusche von Gebieten, die außerhalb des Richtdiagramms des Trichters 36 liegen. Mit anderen Worten: Schallreflexionen von den Wänden auf beiden Seiten des Trichters und von hinten werden nicht direkt von dem Trichter 36 empfangen.

Der Telefonadapter 22 ist mit einer automatisch gesteuerten Steuereinrichtung zum Schalten zwischen Übermittlung und Wiedergabe ausgestattet, d.h. um die Signalwege zu unterbrechen. Diese Schalteinrichtungen werden zumindest teilweise automatisch gesteuert in Abhängigkeit von der Energie in den Ubermittlungs- und Wiedergabewegen. Die Schaltung wird näher nachstehend in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben. Der Telefonadapter 22 besitzt ebenso manuell betätigbare Teile, die einen manuell betätigbaren Schalter 140 aufweisen. Der manuell betätigbare Schalter 140 kann in einer von wenigstens drei Stellungen stehen, die den zumindest drei Betätigungszuständen Automatisch, Hören und Sprechen entsprechen. Der Schalter wird entweder in der Automatik- oder der Hör-Stellung bleiben, wenn er so eingestellt ist. Jedoch ist die Sprech-Stellung federnd vorgespannt, so daß der Schalter 140 in der Sprech-Stellung gehalten werden muß, wenn es gewünscht wird, das

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Gespräch über die Telefonleitung zu übermitteln. Der manuelle Schalter 140 ist vorgesehen, um möglicherweise eine verbesserte Arbeitsweise zu ermöglichen, wenn der Benutzer eine schlechte oder geräuschvolle Telefonleitung oder -verbindung der Telefongesellschaft erhält, die möglicherweise zu einer fehlerhaften automatischen Schaltung führen kann. Der Benutzer kann wenn nötig wünschen, den manuellen Schalter 140 aus anderen Gründen zu benutzen, z.B. um das ohne Benutzung der Hände zu bedienende Telefon eine Zeitlang in der Wiedergabe-oder Hör-Stellung zu halten.

Die L.E.D.-Anzeige 26 ist wie in Fig. 1 und 2 gezeigt an dem gefalteten Körper 42 befestigt. Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung und Fig. 4 ein Querschnitt. Die Anzeige mit Licht emittierender Diode ist im Teil 46 befestigt. Das Teil 46 besitzt einen Kegel 48 mit vorstehendem Rand, der die L.E.D.Anzeige 26 vor überschüssigem Licht schützen soll, wodurch die Sichtbarkeit der auf dieser angezeigten Zahlen vergrößert wird. Die L.E.D.-Anzeige besitzt einen Rubinfilter 52 vor den Licht emittierenden Dioden 52. Die Licht emittierenden Dioden werden durch die Treiber- oder Steuerschaltung für die Lichtemission 54 (Fig. 5) durch das Kabel 56 und den Stecker 58 gespeist.

In Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung dargestellt, um die L.E.D.-Anzeige 26 zu betätigen. Die Fernschalteinrichtung 20 des am Telefon 10 befestigten Telefonsteuergerätes 12 schaltet die Zeitzähleinrichtung 60 ein und stellt sie auf Null zurück, wenn ein Telefongespräch durch das Anheben des Teils 16 beginnt. Wenn das Teil 16 sich senkt, wird die Zeitzählerschaltung 60 ausgeschaltet. Die Ausgabe der Zeitzählerschaltung 60 wird der L.E.D. Treiber- oder Steuerschaltung 54 zugeführt, die ihrerseits die entsprechenden Dioden in der L.E.D.-Anordnung anregt. Die Zeitzähleinrich-

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tung besitzt ebenso ein Markier- oder Impulssignal über eine Leitung 53 zu der L.E.D.-Treiber- oder Steuerschaltung 54, die das Aufleuchten der Anordnung der Licht emittierenden Dioden 50 eine die abgelaufene Zeit eines Telefongesprächs bezeichnende Zahl in einer vorbestimmten Anzahl pro Minute aufleuchten läßt, vorzugsweise mit ungefähr 64 Blitzen pro Minute. Das Markier- oder Impulssignal kann von den Zählern in der Zeitzählschaltung 60 abgeleitet werden. Dieses Aufleuchten der L.E.D. Anzeige zieht die Aufmerksamkeit des Benutzers an, so daß sich der Benutzer der während eines Telefongespräches ablaufenden Zeit bewußt ist. Das Aufleuchten der Anzeige hat auf die Qualität der Sprechübermittlung eine vorteilhafte Wirkung, da das Scheinen des Blinklichts den Sprecher den Trichtereingang ansehen läßt.

Fig. 6 nun zeigt eine elektronische Schaltung, teilweise in der Form eines Blockschaltbildes, eines elektro-akustischen Telefonadapters nach der vorliegenden Erfindung. Wenn man zunächst den übermittlungs- oder Sendebetrieb betrachtet, so gibt es einen Übermittlungsweg mit dem Trichter 36, der vorzugsweise ein gefalteter Trichter sein kann, wie schematisch in Fig. 6 gezeigt, und die gerichtete Klanginformation wird von dem Trichter verstärkt an ein Mikrophon 41 gegeben, das die Schallenergie in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Ausgangssignal des Mikrophons 41 wird dem Verstärker 62 zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 62 wird an Schalteinrichtungen so wie den elektronischen Schalter 64 gegeben und über den Regelwiderstand 66 und die Diode 68 zu einem Eingang eines Verstärkers, der zumindest zwei Eingänge so wie der Funktionsverstärker 70 hat. Der elektronische Schalter 64 kann ein Feldeffekttransisotr sein, obwohl andere elektronische Schalter mit Nullpunkt-Verlagerungsspannung geeignet sein können. Dann kann der elektronische Schalter und der später beschriebene elektronische Schalter 84 im Signalweg auf andere Arten verbunden sein, um das gleiche Ergebnis zu erhalten. Z.B. kann die Schalteinrichtung im Signal-

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weg zwischen einem Punkt in dem Signalweg und Erde verbunden sein. In diesem Falle würde man die Schalteinrichtung als "eingeschaltet " ansehen, wenn sie in einem nicht leitenden Zustand wäre. Die Schalteinrichtung würde als "ausgeschaltet" angesehen werden, wenn sie in einem leitenden Zustand wäre, da dies zu einem Kurzschließen des Signalweges gegen Erde führen würde. Daher wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Schalteinrichtung als "angeschaltet" angesehen, wenn ein Signal hindurchgehen und in den übermittlungs- oder Empfangssignalwegen verstärkt würde. Die Schalteinrichtung wird als "ausgeschaltet" angesehen, wenn die Signalübermittlung durch den Signalweg verhindert wird. Der Ausgang des Funktionsverstärkers 62 ist durch Widerstandsbelastung des Mikrophonelementes Frequenz profiliert, wodurch der niedrige Übertragungsfrequenzgang verringert und weiter die Qualität der Verbindungen in der Übermittlung verbessert wird.

Wenn der elektronische Schalter 64 angeschaltet ist oder in leitendem Zustand ist/ wird der Ausgang des Verstärkers 62 an den Übermittlungssteuerungsverstärker über den Schalttransistor 64 angelegt. Der Ausgang des übermittlungssteuerungsverstärkers wird an einen der wenigstens zwei Eingänge des Vergleichers 86 über den Widerstand 73 und die Gleichrichterdiode 110 und an den Wandlersteuerungsverstärker 74 angelegt, der den Wandler 76 aussteuert. Wandler 76 wandelt die elektrischen Signalausgänge des Verstärkers 74 in Schallwellen um. Die Schallwellen werden dem Mikrophon 78 des Telefonhai.äapparates zugeführt, der in dem Mundstück 28 des Hörers 14 angebracht ist.

Im Wiedergabebetrieb wird der Empfangssignalweg eine Hörkapsel 32 des Telefonhandapparates 14 enthalten, der mittels der Induktivkopplung 80 an den Differentialverstärker 82 induktiv gekoppelt ist. Z.B. kann die Induktivkopplung 80 ein Hörkapselwandler mit einem elektrostatischen Schirm sein, so wie es in der US-PS 3 887 771 beschrieben ist. Der Differential-

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Verstärker Ö2 kann eine Gleichtakt-Unterdrückung von 60 Dezibel haben, die es für die Signale in der Hörkapsel 32 des Hörers 14 empfindlich macht, aber eine wirksame Unterdrückung von Nebengeräuschsignalen, z.B. elektrostatische Felder in der Gegend,schafft. Der Ausgang des Differentialverstärkers 82 wird an einen elektronischen Schalter 84 angelegt und an den anderen der wenigstens zwei Eingänge zu dem Vergleicher oder Differentialverstärker 76 über den Widerstand 88 und die Gleichrichterdiode 90. Der elektronische Schalter 84 kann dem elektronischen Schalter 64 ähnlich sein.

Wenn der elektronische Schalter 84 angeschaltet oder in leitendem Zustand ist, wird der Ausgang des Differentialverstärkers 82 über den Lautstärkeregelwiderstand 92 an den Leistungsverstärker oder den Verstärker 94 für die Steuerung der Lautsprechereinrichtung angelegt. Der Ausgang des Verstärkers 94 wird an die Lautsprechereinrichtung 96 angelegt, die innerhalb des Telefonadapters 22 angebracht ist. Der Schallausgang der Lautsprechereinrichtung 96 kann durch die Öffnungen 97 auf der linken Seite des in Fig. 2 dargestellten Telefonadapters 22 erfolgen.

Die Einrichtung zur Unterbrechung der Ubermittlungs- und Empfangswege mit den Schalttransistoren 64 und 84 in komplementärer Weise wird zumindest teilweise durch die Stimme gesteuert. Der Schalttransistor 64 ist normalerweise auf einen "Ein"- oder leitenden Zustand vorgespannt, wodurch der Betrieb in der Ubermittlungsarbeitsweise ermöglicht wird. Die elektronischen Schalter 64 und 84 können mit Gleichspannung betätigbare Schalter sein, z.B. Feldeffekttransistoren. Der Übertragungstransistorschalter 64 wird durch den Spannungspegelausgang des Verstärkers 100 gesteuert. Der Verstärker 100 kann ein Verstärker mit wenigstens zwei Eingängen sein, z.B. der dargestellte Funktionsverstärker mit einem invertierenden Eingang 102 und einem nicht invertierenden Eingang 104. Wenn kein Empfangssignal vorliegt, mit anderen Worten: wenn kein Signal von

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der Hörkapsel 32 induktiv gekoppelt ist, kann ein Signal von positiver Polarität am Eingang 104 des Funktionsverstärkers 100 vom Ausgang des Vergleichers 86 über Leitung 106 angelegt werden.

Der Vergleicher 86, der zumindest zwei Eingänge hat, erzeugt dieses positive Ausgangssignal gemäß, zumindest zum Teil, einem Vorspannungssignal, das durch eine Vorspannungseinrichtung von der Vorspannungsspeisung 108 über Diode 110 zugeführt wird. Der Eingang zu Diode 110 besitzt ein RC-Zeitglied, das aus einem Widerstand und einem Kondensator 113 besteht. Die hier beschriebenen Polaritäten sollen Illustrationszwecken dienen und keine Beschränkung darstellen und die gezeigte Schaltung kann leicht mit entgegengesetzten Polaritäten gebaut werden. Daher ist unter statischen Bedingungen, ohne daß ein Signal übermittelt oder empfangen wurde, der Übertragungskanal oder Signalweg in einem "Ein"-Zustand vorgespannt und der Empfangskanal oder Signalweg ist in einem "Aus"-Zustand vorgespannt. Das Vorspannen in einen "Ein"-Zustand des Übermittlungskanals erlaubt es dem Benutzer des ohne Benutzung der Hände betätigbaren Telefons, jeder Schwierigkeit in der Telefonleitung vor dem Gesprächspartner gewahr zu werden, so daß er geeignete Schritte ergreifen kann. Der Benutzer bemerkt dies, daß er Sprache übertragen und eine Antwort erhalten kann, wodurch er an Hand der Qualität der empfangenen Antwort beurteilen kann, ob Schwierigkeiten in der Telefonleitung mit möglichen begleitenden Schaltproblemen bestehen.

Wenn die Telefonleitungsbedingungen nicht gut sind oder aus anderen Gründen kann der Benutzer wünschen, das Schalten zwischen

Übermittlung und Empfang mittels des Schalters 140, der in den Fig. 1, 2 und 6 gezeigt ist, manuell zu steuern..Der Schalter 140 kann ein Umschalter für drei Stellungen sein, und er kann sich in einer Automatik-Stellung 141 wie gezeigt, in einer

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Hör-Stellung 142 oder manuell gehalten in einer Sprech-Steilung 143 gegen eine Federspannung befinden. In Bezug auf Fig. 6 kann man sehen, daß der Schalter 140 in Automatik-Stellung 141 den automatischen Betrieb des Schaltkreises der Unterbrechungseinrichtung nicht beeinflußt, weil der Kontakt der Automatik-Stellung 141 ungeerdet ist und keine Wirkung auf den Eingang des Verstärkers 100 noch auf die Leitung 118 hai, die mit dem Steueranschluß des Empfangsschalters 84 verbunden ist. Der Schalter 140 in Hör-Stellung 142 verbindet den Iiingang 102 des Verstärkers 100 und die Leitung 118 mit einem positiven Potential, das das Ausschalten des Übertragungsschalters 64 durch den Ausgang des Verstärkers 100 und das Anschalten des Empfangsschalters 84 verursacht. Der Schalter 140 in Sprech-Stellung 143 verbindet den Eingang 102 des Verstärkers 1OO und die Leitung 118 mit Erde, wodurch das Anschalten des Übertragungsschalters 64 durch den Ausgang des Verstärkers 100 und das Ausschalten des Empfangsschalters 84 verursacht wird.

Wenn ein Signal im Empfangskanal von der Hörkapsel 32 empfangen wird, wird ein Signal durch die induktive Kopplung 8O, den Differentialverstärker 82, den Widerstand 88 und die Diode 90 zum Eingang 112 des Vergleichers 86 geführt. Das Signal am Eingang 122 bringt, falls es groß genug ist, den Vergleicher 86 dazu, den Zustand seines Ausgangs zu ändern, der den Zustand des Funktionsverstärkers 100 ändert, der den Übertragungsschalter 64 ausschaltet. Der Ausgang des Vergleichers 86 wird ebenso an den invertierenden Eingang 114 des Funktionsverstärkers 70 über die Leitung 116 angelegt. Dies veranlaßt den Funktionsverstärker 70 dazu, den Zustand seines Ausgangs zu ändern. Der geänderte Ausgang des Verstärkers 70 veranlaßt den elektronischen Empfangsschalter 84, über die Leitung 118 angeschaltet zu werden. Eine Einrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten Zeitverzögerung kann in dieser Schaltung durch ein RC-Zeitglied 120, das aus einem Widerstand 122 und einem Kondensator 124 besteht,

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vorhanden sein. Die Zeitkonstante des RC-Zeitgliedes 120 kann so gewählt sein, daß die Zeitkonstante den Telefonadapter in einer Empfangsstellung ungefähr 500 bis 700 Millisekunden hält, nachdem ein Signal im Empfangskanal von der hörkapsel 32 empfangen worden ist. Einrichtungen zur Verringerung oder Verkürzung der von der Zeitkonstanten des Gliedes 12O erzeugten Verzögerung können durch ein Signal auf den nicht invertierenden Eingang 126 des FunktionsVerstärkers 70 vorgesehen werden, das vom Ausgang des Verstärkers 62 über den Regelwiderstand und die Diode 68 empfangen wird. Alternativ kann der Reaelwiderstand 66 fehlen und die Zeitverzögerung kann durch das Einstellen des Verstärkungsgrades des Verstärkers 70 gesteuert werden. Das Signal auf den nicht invertierenden Eingang 126 gibt ein Signal auf den Ausgang des Verstärkers 70, das wirksam die Entladungszeit des RC-Zeitgliedes 120 verringert. Daher ist eine veränderliche Zeitdauer in der Unterbrechungseinrichtung vorgesehen.

Der Übermittlungssignalweg ist normalerweise in Abwesenheit eines empfangenen Signals mittels des von der Vorspannungsquelle 108 zugeführten Vorspannungssignales eingeschaltet. Dieses Vorspannungssignal wird an den Verstärker 100 über den Vergleicher 86 wie vorher beschrieben angelegt. Wenn das Signal in dem Empfangsweg von der Hörkapsel 32 empfangen wird, kann der übertragungsweg keinen lokalen akustischen Rückkopplungsweg verhindern, solange der Empfangskanal aktiv ist. Jedoch, wenn ein Übermittlungssignal da ist, oder in anderen Worten: wenn ein Ausgangssignal durch das Mikrophon 41 erzeugt ist, wird ein Teil dieses Signals über den Regelwiderstand 66 und die Diode 68 abgegriffen, die schneller den Empfangskanal über den Funktionsverstärker 70 abzuschalten trachtet, der die Zeitverzögerung des Signals am Zeitglied reduzieren hilft. Mit anderen Worten, der verstärkte Ausgang des Funktionsverstärkers 70 in Abhängigkeit von einem Eingang

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am nicht invertierenden Eingang 126 wirkt in Richtung einer Erhöhung des Ausgangswertes des RC-Zeitgliedes, wodurch der Funktionsverstärker 100 gezwungen wird, den Übertragungskanal anzuschalten, und der Empfangsschalter 84 über die Leitung schnell ausgeschaltet wird.

Es ist für den Fachmann im Rahmen der vorliegenden Erfindung offensichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen des beschriebenen und dargestellten Telefonadapters vorkommen können. So können beispielsweise verschiedene Schaltungen benutzt werden, um die Funktionen der hier beschriebenen Schaltungen zu erreichen. An manchen Stellen, wurden Polaritäten beschrieben, um eine genaue Schilderung der Schaltung zu geben. Diese können jedoch durch die Verwendung bekannter Schaltungsmittel geändert werden.

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Claims

y. Telefonadapter für das Telefonieren ohne Benutzung der Hände für die Benutzung eines Telefonhörers mit einer Hörmuschel, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) einen Übermittlungssignalweg, der in Reihe ein Mikrophon (41), eine erste Verstärkereinrichtung (62), eine erste Abschalteinrichtung (64) und einen Wandler (76) aufweist,

b) einen Empfangssignalweg mit einer Einrichtung zur Verstärkung von Schallenergie aus der Hörmuschel, wobei der Empfangsweg in Reihe einen Koppler (80), eine zweite Verstärkereinrichtung (82), eine Schalteinrichtung (84) und einen Lautsprecher aufweist,

c) eine Vorspannungseinrichtung (108), die den Ubermittlungsweg, wenn keine Signale vorhanden sind, übermittlungsbereit hält, und

d) eine Unterbrechungseinrichtung für die Signalwege in komplementärer Arbeitsweise mit:

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- einer Verzögerungseinrichtung (120) zur Erzeugung einer vorbestimmten Zeitverzögerung vor der Abschaltung,

- einer Einrichtung zur Verkürzung dieser Verzögerung in Abhängigkeit von einem lauteren von dem Mikrophon (41) empfangenen Ton,

- einem Vergleicher (88) mit wenigstens zwei Eingängen, von denen einer mit dem Ausgang des Ubermittlungsweges verbunden ist und der andere mit dem Empfangsweg in Verbindung steht, und

- einer dritten Verstärkereinrichtung (70,100) mit wenigstens zwei Eingängen, mit dessen einem Eingang der Ausgang des Vergleichers (86) verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Übermittlungsweg verbunden ist, wobei eine zweite Abschalteinrichtung, die Verzögerungseinrichtung (120) und der Ausgang der dritten Verstärkereinrichtung mit der ersten Abschalteinrichtung (64) verbunden sind.
2. Telefonadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übermittlungssignalweg einen Schallempfangstrich ter (36) enthält, an den das Mikrophon (41) angeschlossen ist.
3. Telefonadapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrophon (41) akustisch mit dem Trichter (36) gekoppelt ist.
4. Telefonadapter nach Anspruch 2 oder 3 » dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (36) bezüglich der Schallaufnahme eine akustische Richtwirkung hat.

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5. Telefonadapter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (36) ein Exponentialtrichter ist.
6. Telefonadapter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (36) ein gefalteter Trichter ist.
7. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine numerische Anzeige (26, 5O) aufweist.
8. Telefonadapter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Anzeige (26, 50) beleuchtet ist.
9. Telefonadapter nach einein der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Digitalanzeigeeinrichtung (26, 50) mit Licht emittierender Diode (L.E.D.).
10. Telefonadapter nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (20), die in Abhängigkeit von einem Telefonanruf betätigbar ist, eine Zeitzähleinrichtung (60), die in Abhängigkeit von der Schalteinrichtung (20) betätätigbar ist, und eine Steuerschaltung (54) für die Licht emittierenden Dioden, die in Abhängigkeit von dem Ausgang der Zeitzähleinrichtung (60) zur Erzeugung eines Ausgangs zur Speisung der L.E.D.-Anzeigeeinrichtung (26, 50) arbeitet.
11. Telefonadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (20), die in Abhängigkeit von einer Telefonverbindung in einen ersten Schaltzustand und in Abhängigkeit mit der Aufhebung der Telefonverbindung in einen zweiten Schaltzustand bringbcir ist, und daß die erste, zweite und dritte Verstärker-

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einrichtung in Abhängigkeit von der Schalteinrichtung (20) in Betrieb sind, wenn diese sich im ersten Schaltzustand befindet, und daß eine Anzeigeeinrichtung (26, 50) mit Licht emittierender Diode in Abhängigkeit von dem ersten Schaltzustand der ersten Schalteinrichtung (20) betriebsbereit ist.
12. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Verstärkereinrichtung einen Funktionaverstärker enthält.
13. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Verstärkereinrichtung (70,100) einen ersten und zweiten Verstärker enthält.
14. Telefonadapter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker ein Funktionsverstärker ist.
15. Telefonadapter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärker ein Funktionsverstärker ist.
16. Telefonadapter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste (62) als auch der zweite Verstärker (82) Funktionsverstärker sind.
17. Telefonadapter nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verstärker (70,100) wenigstens zwei Eingänge (102, 104, 114, 126) besitzt, daß der Ausgang des Vergleichers (86) mit einem der Eingänge (104, 114) der wenigstens zwei Eingänge der Verstärker (70,100) verbunden ist, daß ein anderer Eingang (126) des ersten Verstärkers (70) mit dem Übermittlungsweg verbunden ist, ein anderer Eingang (102) des zweiten Verstärkers (100) mit dem Ausgang des ersten Verstärkers

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(70), der zweiten Abschalteinrichtung (84) und der Verzögerungseinrichtung verbunden ist, und daß der Ausgang des zweiten Verstärkers (100) mit der ersten Abschalteinrichtung (64) verbunden ist.
18. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verstärkereinrichtung Mehrfachverstärker aufweist.
19. Telefonadapter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Mehrfachverstärker ein Gegentaktverstärker ist.
20. Telefonadapter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Mehrfachverstärker ein Differentialverstärker ist.
21. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verstärkereinrichtung (62) Mehrfachverstärker enthält.
22. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Eingänge des Vergleichers (86) von Gleichrichteranordnungen (90, 100) angesteuert sind.
23. Telefonadapter nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker (70) von einer Gleichrichtereinrichtung (68) angesteuert ist.
24. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine manuelle Steuerung (140) für die erste und zweite Abschalteinrichtung (64, 84).

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25. Telefonadapter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Steuerung (140) wenigstens drei Betriebsstellungen aufweist, von denen die erste (143) nur den Betrieb des Übermittlungsweges, die zweite (142) nur den Betrieb des Empfangsweges und die dritte (141) den automatischen Betrieb beider Wege steuert.
26. Telefonadapter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Steuerung (140) von der ersten Betriebsstellung automatisch in die dritte Betriebsstellung rückt.
27. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (86) ein Differentialverstärker ist.
28. Telefonadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine blinkende numerische Anzeige (26, 50).

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