DE4311701C2

DE4311701C2 - Arrangement for generating acoustic signals, in particular tone calls in telecommunication devices

Info

Publication number: DE4311701C2
Application number: DE19934311701
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Strzeletz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: DE4311701A1

Description

In Telekommunikationsgeräten - wie z. B. an eine a/b-Leitung angeschlossene Telefone, Schnurlos- bzw. Mobilfunk-Telekommu nikationsgeräte etc. - wird einem A-Teilnehmer der Gesprächs wunsch eines B-Teilnehmers signalisiert. Bei dieser Signali sierung werden in einen elektroakustischen Wandler, z. B. ei ner Piezoscheibe, aus einem Tonrufsignal Tonrufe für den A- Teilnehmer erzeugt. Damit dieser die erzeugten Tonrufe über haupt wahrnehmen kann, müssen die Tonrufe eine bestimmte Lautstärke aufweisen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß in dem Wandler bei der elektroakustischen Signalumwandlung ein bestimmter Signalpegel vorliegen muß. Die Größe des Signalpe gels hängt dabei nicht zuletzt von dem verwendeten Wandler ab. Bei den vorstehend genannten Piezoscheiben wird z. B. ei ne Wechselspannung in der Größenordnung von 10 bis 20 V_SS (Spitze-Spitze-Spannungswert) zum Erreichen der geforderten Lautstärke benötigt. Bei diesen Werten handelt es sich um Ef fektivwerte, in denen die Wandlerverluste bereits berücksich tigt sind. Diese Verluste sind jedoch - da sich die Piezo scheibe elektrisch wie ein Kondensator verhält - sehr gering.In telecommunication devices - such as. B. connected to an a / b line telephones, cordless or mobile telecommunications equipment etc. - an A-subscriber of the call request of a B-subscriber is signaled. With this signaling are in an electroacoustic transducer, for. B. egg ner piezo disk, from a ringing signal tone calls for the A-subscriber. So that he can hear the generated ringing calls at all, the ringing calls must have a certain volume. This is equivalent to the fact that a certain signal level must be present in the transducer during the electroacoustic signal conversion. The size of the signal level depends not least on the converter used. In the above-mentioned piezo disks, for. B. ei ne AC voltage in the order of 10 to 20 V _SS (peak-to-peak voltage value) is required to achieve the required volume. These values are effective values in which the converter losses are already taken into account. However, these losses are very low - since the piezo disk behaves electrically like a capacitor.

Bei Telekommunikationsgeräten, die mit niedriger Versorgungs spannung arbeiten (begrenztes Leistungsangebot) - z. B. Mo biltelefone oder Endgeräte mit einer Versorgungsspannung von 3 bis 5 V - kann mit dem Einsatz der Piezoscheibe als elek troakustischer Wandler die geforderte Lautstärke nicht er reicht werden.For telecommunication devices with low supply work tension (limited range of services) - z. B. Mo. biltelefone or devices with a supply voltage of 3 to 5 V - can be used as an elec Troacoustic transducer does not meet the required volume be enough.

Aus diesem Grund werden zum Betrieb von Piezo-Tonrufwandlern Verstärker benutzt. Die Betriebsspannung dieser Verstärker muß dabei gleich hoch oder höher liegen als die gewünschte maximale Signalamplitude. Bei Verstärkern, die eine Brücke nendstufe aufweisen, kann wegen dem in der Endstufe er reichbaren Gewinn an Spannungsverstärkung von z. B. 6 dB die Betriebsspannung etwas niedriger liegen.For this reason, piezo ringer transducers are used Amplifier used. The operating voltage of this amplifier must be the same or higher than the desired one maximum signal amplitude. For amplifiers that have a bridge may have because of that in the final stage achievable gain in voltage gain from z. B. 6 dB Operating voltage are slightly lower.

Zur Erhöhung der Betriebsspannung können aber auch getaktete Stromversorgungen, wie z. B. Schaltregler oder Ladungspumpen verwendet werden. Damit verbunden ist jedoch ein erhöhter Schaltungsaufwand sowohl für die Stromversorgung und den Ver stärker als auch für die Signaleinkopplung und Lautstärkere gelung, wenn die Signalquelle und Lautstärkeregelung mit der niedrigeren Primär-Betriebsspannung versorgt werden. So muß bei der Erzeugung der Betriebsspannung diese dauernd (im Be trieb der getakteten Stromversorgungen) einen konstanten Wert erreichen, auch wenn bei kleineren Signalen eine kleinere Be triebsspannung ausreichen würde.To increase the operating voltage, clocked clocks can also be used Power supplies such as B. switching regulator or charge pumps be used. However, this is associated with an increased Circuit expenditure for both the power supply and the Ver stronger than for the signal coupling and volume if the signal source and volume control with the lower primary operating voltage. So must when generating the operating voltage this continuously (in loading of the clocked power supplies) has a constant value reach, even if a smaller Be drive voltage would suffice.

Aus der US-4,195,284 ist ein Tongenerator zu Alarmzwecken be kannt, der zur Erzeugung von akustischen Signalen in einem kapazitiven elektroakustischen Wandler eine elektronische Verstärkerschaltung aufweist. Die Verstärkerschaltung enthält u. a. zwei hintereinandergeschaltete Oszillatoren, die zur Ansteuerung des Wandlers über einen Transistor mit dem Wand ler verbunden sind. Weiterhin weist die Verstärkerschaltung einen Übertrager auf, der auf der Primärseite in Serienschal tung mit dem Transistor an eine Energiequelle und auf der Se kundärseite an den Wandler angeschlossen ist. Zur Steuerung der Oszillatoren in Abhängigkeit von dem auf der Sekundär seite des Übertragers induzierten Signales wird das indu zierte Signal auf die Oszillatoren rückgekoppelt.From US-4,195,284 a tone generator for alarm purposes is knows who to generate acoustic signals in one capacitive electroacoustic transducer an electronic Has amplifier circuit. The amplifier circuit contains u. a. two cascaded oscillators that are used for Control of the converter via a transistor with the wall connected. Furthermore, the amplifier circuit has a transformer on the primary side in series scarf device with the transistor to an energy source and on the Se secondary side is connected to the converter. For controlling of the oscillators depending on that on the secondary side of the transmitter induced signal is the indu graced signal fed back to the oscillators.

Aus der US-4,792,789 ist eine Alarmeinrichtung mit einem alarmgesteuerten Signalgenerator und einem alarmanzeigenden spannungsbetriebenen, kapazitiven Summer bekannt. Der Signal generator weist zur Ansteuerung des Summers zwei Transistoren auf, von denen einer zur Entladung der Summerkapazität in Ab hängigkeit von dem Alarmsignal und der andere zum Laden der Summerkapazität verwendet wird.From US-4,792,789 is an alarm device with a alarm controlled signal generator and an alarm indicating voltage-operated, capacitive buzzer known. The signal generator has two transistors to control the buzzer on, one of which to discharge the buzzer capacity in Ab dependence on the alarm signal and the other for loading the Buzzer capacity is used.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Erzeugung von akustischen Signalen, insbesondere Tonrufen in Telekommu nikationsgeräten, anzugeben, die unter Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile selbst bei einer gerin gen elektrischen Betriebsspannung große, ausreichend laute akustische Signale erzeugt und bei der die Lautstärke der akustischen Signale einstellbar ist.The object of the invention is an arrangement for generating of acoustic signals, especially ringing calls in telecommunications nication devices, to be specified, avoiding the deriving from the Disadvantages known in the art even with a small large, sufficiently loud generates acoustic signals and at which the volume of the acoustic signals is adjustable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung zur Erzeugung von aku stischen Signalen können in Telekommunikationsgeräten, die mit einer niedrigen Versorgungsspannung arbeiten und einen kapazitiven elektroakustischen Wandler (Piezo-Wandler) auf weisen, - wie z. B. Schnurlos- bzw. Mobilfunk-Telekommunika tionsgeräte - trotz der geringen Versorgungsspannung akusti sche Signale (Tonrufe) erzeugt werden. Hierfür werden belie big hohe Wechselspannungen erzeugt, die auf einem Niederspan nungsniveau mit digitalen Komponenten geregelt und mit Ton folgen moduliert werden. Die Anordnung zur Erzeugung der Ton rufe kann darüber hinaus auf einfache Weise - durch Austausch von elektronischen Bauelementen - für den jeweiligen Verwen dungszweck verändert werden (Einstellung des Wirkungsgrades, Realisierung eines kostengünstigen Aufbaus etc.). Die erfin dungsgemäße Anordnung ist aber nicht nur universell einsetz bar, sondern auch hinsichtlich ihrer elektronischen Schal tungskomponenten derart ausgebildet (Aufteilung in einen di gitalen und analogen Schaltungsteil), daß eine Integration der Schaltungskomponenten möglich ist.The inventive arrangement for generating acu signals can be found in telecommunication devices that work with a low supply voltage and one capacitive electroacoustic transducer (piezo transducer) point, - such. B. Cordless or cellular telecommunications tion devices - despite the low supply voltage acousti cal signals (ringing calls) are generated. For this, big high AC voltages generated on a low voltage level controlled with digital components and with sound follow modulated. The arrangement for generating the sound calls can also be made easily - through exchange of electronic components - for the respective use intended purpose (setting the efficiency, Realization of an inexpensive construction etc.). The invent arrangement according to the invention is not only universal bar, but also in terms of their electronic scarf tion components formed in this way (division into a di gitalen and analog circuit part) that an integration of the circuit components is possible.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are in the sub claims specified.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeich nungen in den Fig. 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained with reference to drawings in FIGS . 1 to 5. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Tonrufschaltung mit gere gelter Induktion und Fig. 1 is a block diagram of a ringing circuit with gere gel induction and

Fig. 2 bis 5 jeweils verschiedene Ausführungsformen der Ton rufschaltung nach Fig. 1. Fig. 2 to 5 respectively different embodiments of the tone ringer circuit of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Tonrufschaltung 1, wie sie beispielsweise in Telekommunikationsgeräten zur Er zeugung von Tonrufen angeordnet ist. Die Telekommunikations geräte sind dabei insbesondere solche Geräte, die mit einer geringen Versorgungsspannung auskommen müssen. Beispiele hierfür sind batteriegespeiste Funktelefone, die nach dem (CT1+)-Standard, dem DECT-Standard (Digital European Cordless Telecommunication), dem GSM-Standard (Groupe Speciale Mobile) etc. funktionieren. Alternativ ist es aber auch möglich, die in der Fig. 1 dargestellte Tonrufschaltung auch für an eine a/b-Leitung angeschlossene Telefone zu verwenden. Darüber hinaus ist die in der Fig. 1 dargestellte Tonrufschaltung ganz allgemein auch in solchen Anordnungen einsetzbar, in de nen elektroakustische Signale erzeugt werden. Fig. 1 shows a block diagram of a ringing circuit 1 , as it is arranged, for example, in telecommunications equipment for generating ringing. The telecommunications devices are particularly those devices that have to make do with a low supply voltage. Examples of this are battery-powered radio telephones that work according to the (CT1 +) standard, the DECT standard (Digital European Cordless Telecommunication), the GSM standard (Groupe Speciale Mobile) etc. Alternatively, it is also possible to use the ringing circuit shown in FIG. 1 also for telephones connected to an a / b line. In addition, the ringing circuit shown in FIG. 1 can also be used very generally in such arrangements in which electro-acoustic signals are generated.

Die dargestellte Tonrufschaltung 1 ist im Prinzip ein Ver stärker (z. B. Spannungsverstärker), der aus akustische In formationen enthaltenden Eingangsgrößen eine gegenüber den Eingangsgrößen verstärkte (z. B. spannungsverstärkte) Aus gangsgröße erzeugt. Dabei werden insbesondere die kapazitiven Eigenschaften des elektroakustischen Wandlers genutzt. Die Besonderheit der Schaltung liegt darin, daß mit der Schaltung beliebig hohe Wechselspannungen erzeugt werden können, die auf einem Niederspannungsniveau mittels einer Gleichspannung und mit digitalen elektronischen Bauelementen geregelt und mit einer digitalen Tonfolge immer gleicher Amplitude modu liert werden. Hierfür weist die Tonrufschaltung 1 einen Si gnalgeber (signal transmitter) 10 und eine Niederspannungs quelle (low voltage source) 11 auf, die zur Erzeugung der ho hen Wechselspannung ein Steuersignal STS bzw. eine Versor gungsspannung VS einer Spannungserhöhungsschaltung (voltage step up circuit) 12 zuführt. Die Spannungserhöhungsschaltung 12 erzeugt hieraus Spannungsimpulse SI (hohe Wechselspan nung), die in einem Piezo-Wandler (piezo transducer) 13 zu einer den Tonruf erzeugenden Wandlerspannung WS integriert werden. Um die Lautstärke des von dem Piezo-Wandler 13 er zeugten Tonrufes einstellen zu können, wird die an dem Piezo- Wandler 13 anliegende Wandlerspannung WS an eine Komparator schaltung 14 gelegt. Die Komparatorschaltung 14 vergleicht die Wandlerspannung WS mit einer Referenzspannung RS, die von einer Bezugsspannungsquelle (reference voltage source) 15 der Komparatorschaltung 14 zugeführt wird. Aus der Referenz spannung RS und der Wandlerspannung WS erzeugt die Kompara torschaltung 14 ein Vergleichssignal VGS, das dem Signalgeber 10 zur Erzeugung des Steuersignals STS zugeführt wird. Durch den von dem Signalgeber 10, der Spannungserhöhungsschaltung 12, dem Piezo-Wandler 13 und der Komparatorschaltung 14 ge bildeten Regelkreis werden aufgrund von Verlustleistungen hervorgerufene Teilentladungen des Piezo-Wandlers 13 ausge regelt. Da ein Schalldruck am Piezo-Wandler 13 nur bei einer Änderung der Wandlerspannung WS erzeugt wird, muß der Piezo- Wandler 13 auch ständig kontrolliert werden. Um den Piezo- Wandler 13 entladen zu können, weist die Tonrufschaltung nach Fig. 1 - für den Fall, daß mit der bereits bestehenden Schaltungsanordnung keine schnelle Entladung des Piezo-Wand lers 13 zu den vorstehend genannten Zeitintervallen erreicht werden kann - eine spezielle Entladungsschaltung (discharge circuit) 16 auf. Der Entladungsvorgang setzt damit ein, daß von dem Signalgeber 10 zu den geforderten Entladungszeitin tervallen ein Ansteuersignal AS an die Entladungsschaltung 16 abgegeben wird. Durch diese Ansteuerung wird die in dem Piezo-Wandler 13 proportional zu der Wandlerspannung WS ge speicherte Energie über die Entladungsschaltung 16 vorzugs weise in die Niederspannungsquelle 11 zurückgeführt.The ringer circuit 1 shown is in principle a amplifier (e.g. voltage amplifier) which, from input variables containing acoustic information, generates an output variable which is amplified (e.g. voltage-amplified) from the input variables. The capacitive properties of the electroacoustic transducer are used in particular. The peculiarity of the circuit lies in the fact that the circuit can be used to generate arbitrarily high AC voltages, which are regulated at a low voltage level by means of a DC voltage and with digital electronic components and are always modulated with the same amplitude using a digital tone sequence. For this purpose, the ringer circuit 1 has a signal transmitter 10 and a low voltage source 11 which, in order to generate the high alternating voltage, a control signal STS or a supply voltage VS of a voltage step-up circuit 12 feeds. From this, the voltage boost circuit 12 generates voltage pulses SI (high alternating voltage), which are integrated in a piezo transducer (piezo transducer) 13 into a transducer voltage WS which generates the ringing tone. To adjust the set 13 to he testified ringer of the piezo transducer, the voltage applied to the piezoelectric transducer 13 the transducer voltage WS is applied to a comparator circuit 14. The comparator circuit 14 compares the converter voltage WS with a reference voltage RS, which is supplied to the comparator circuit 14 from a reference voltage source 15 . From the reference voltage RS and the converter voltage WS, the comparator gate circuit 14 generates a comparison signal VGS, which is fed to the signal generator 10 for generating the control signal STS. By the signal generator 10 , the voltage boost circuit 12 , the piezo converter 13 and the comparator circuit 14 ge formed control circuit caused partial discharges of the piezo converter 13 are regulated due to power dissipation. Since a sound pressure is generated at the piezo transducer 13 only when the transducer voltage WS changes, the piezo transducer 13 must also be checked continuously. In order to be able to discharge the piezo transducer 13 , the ringer circuit according to FIG. 1 has a special discharge circuit (in the event that rapid discharge of the piezo transducer 13 at the aforementioned time intervals cannot be achieved with the existing circuit arrangement) ( discharge circuit) 16 . The discharge process starts with the fact that a trigger signal AS is emitted from the signal generator 10 to the discharge circuit 16 at the required discharge time intervals. By this control, the energy stored in the piezo converter 13, proportional to the converter voltage WS, is preferably returned via the discharge circuit 16 into the low-voltage source 11 .

Fig. 2 bis 5 zeigen jeweils verschiedene Ausführungsformen der Tonrufschaltung 1 nach Fig. 1. Die Tonrufschaltung 1 ist aber nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern läßt sich ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Schal tungsprinzip auch völlig anders aufbauen. So ist es z. B mög lich, für die Spannungserhöhungsschaltung 12 nach Fig. 1 - alternativ zu der Verwendung eines Spannungsinduktors (Fig. 2 bis 5) - beispielsweise eine Kette von Kondensator-Ladungs pumpen zu verwenden. Fig. 2 to 5 each show different embodiments of the ringing circuit 1 according to Fig. 1. The ringing circuit 1 is not limited to these embodiments, but can be constructed completely different starting from the circuit principle described above. So it is z. B possible, for the voltage boost circuit 12 according to FIG. 1 - as an alternative to the use of a voltage inductor ( FIGS. 2 to 5) - for example to use a chain of capacitor charge pumps.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Tonrufschaltung 1 nach Fig. 1. Der Signalgeber 10 weist danach einen Taktge nerator 100, eine Signal-/Steuereinrichtung 101, ein erstes UND-Gatter 102, ein zweites UND-Gatter 103 und einen Inverter 104 auf. Die Signal-/Steuereinrichtung 101 erzeugt ein Ein schalt-/Ausschaltsignal (E/A-Signal) EAS und ein Signal MEL, in dessen Frequenz die akustische Information (z. B. eine Me lodie) enthalten ist. Die beiden Signale EAS, MEL werden dem zweiten UND-Gatter 103 zugeführt, wo sie miteinander zu einem Eingangssignal ES logisch verknüpft werden. Das Eingangssi gnal ES wird zum einen durch den Inverter 104 in das An steuersignal AS (invertiertes Eingangssignal ES) umgewandelt und zum anderen zusammen mit dem von der Komparatorschaltung 14 gelieferten Vergleichssignal VGS und einem von dem Taktge nerator 100 erzeugten Taktsignal TS dem ersten UND-Gatter 102 zugeführt. In diesem UND-Gatter 102 werden die genannten Si gnale ES, TS, VGS zu dem Steuersignal STS nach Fig. 1 lo gisch verknüpft. Das Steuersignal STS bildet dabei zusammen mit der von der Niederspannungsquelle 11 erzeugten Versor gungsspannung VS die Eingangsgröße für die Spannungserhö hungsschaltung 12. Fig. 2 shows a first embodiment of the ringing circuit 1 of FIG. 1. The signal generator 10 then has a clock generator 100 , a signal / control device 101 , a first AND gate 102 , a second AND gate 103 and an inverter 104 . The signal / control device 101 generates a switch-on / switch-off signal (I / O signal) EAS and a signal MEL, the frequency of which contains the acoustic information (for example a measurement). The two signals EAS, MEL are fed to the second AND gate 103 , where they are logically combined with one another to form an input signal ES. The input signal ES is converted on the one hand by the inverter 104 into the control signal AS (inverted input signal ES) and on the other hand, together with the comparison signal VGS supplied by the comparator circuit 14 and a clock signal TS generated by the clock generator 100 , the first AND gate 102 fed. In this AND gate 102 , the above-mentioned signals ES, TS, VGS are logically combined to form the control signal STS according to FIG . The control signal STS forms together with the supply voltage VS generated by the low-voltage source 11 , the input variable for the voltage boost circuit 12 .

Die Spannungserhöhungsschaltung 12 weist beispielsweise ein elektronisches Schaltelement 120 und eine Spule 121 auf, die zusammen einen Spannungsinduktor bilden. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Spannungsinduktor ist das elektronische Schaltelement 120 ein Bipolar-Transistor 120, dessen Kollek toranschluß über die Spule 121 an der Niederspannungsquelle 11 anliegt. Während der Emitteranschluß des Bipolar-Transi stors 120 auf Massepotential liegt, wird dem Bipolar-Transi stor 120 über den Basisanschluß und einem Basisvorwiderstand 122 das Steuersignal STS zugeführt. Mit diesem Steuersignal STS wird der Bipolar-Transistor 120 jeweils in einen leiten den bzw. gesperrten Zustand gebracht. Im leitenden Zustand des Bipolar-Transistors 120 werden aufgrund der über die Spule 121 und die Kollektoremitterstrecke des Bipolar-Transi stors 120 anliegenden Versorgungsspannung VS und der daraus resultierenden Spuleninduktion die Spannungsimpulse SI er zeugt, die dem kapazitiven elektroakustischen Wandler 13 zu geführt werden. Eine dem Piezo-Wandler 13 vorgeschaltete Diode 123 verhindert den Ladungsrückfluß aus dem Piezo-Wand ler 13 in den Transistor 120.The voltage boost circuit 12 has, for example, an electronic switching element 120 and a coil 121 , which together form a voltage inductor. In the voltage inductor shown in FIG. 2, the electronic switching element 120 is a bipolar transistor 120 , the collector gate connection of which is applied via the coil 121 to the low-voltage source 11 . While the emitter terminal of the bipolar Transistor stors 120 to ground potential, the bipolar Transistor stor 120 is supplied via the base terminal and a base resistor 122, the control signal STS. With this control signal STS, the bipolar transistor 120 is brought into a conductive or blocked state. In the conducting state of the bipolar transistor 120 are due to the via the coil 121 and the collector-emitter path of the bipolar Transistor stors 120 applied supply voltage VS and the resulting coil induction SI voltage pulses he witnesses which are guided the capacitive electro-acoustic transducer 13 to. A diode 123 connected upstream of the piezo converter 13 prevents the charge backflow from the piezo converter 13 into the transistor 120 .

Der Piezo-Wandler 13 weist einen Piezo-Kondensator 130 auf, der die Spannungsimpulse SI integriert, so daß über dem Piezo-Wandler 13 eine den Schalldruck erzeugende ansteigende Signalflanke der Wandlerspannung WS entsteht. Diese Flanke erzeugt die mechanische Auslenkung des Piezo-Wandlers 13 und bildet somit die erste Halbwelle einer Schallwelle. Die an dem Piezo-Wandler 13 erzeugte Wandlerspannung WS wird zur Lautstärkeregelung einerseits und zur Entladung des Piezo- Kondensators 130 andererseits über einen Spannungsteiler, der aus Widerständen 140, 141, 160 gebildet wird, an der Kompara torschaltung 14 bzw. die Entladungsschaltung 16 gelegt. Die Komparatorschaltung 14 besteht dabei aus einem als Komparator ausgebildeten Operationsverstärker 142, an dessen invertie renden Eingang die über den Spannungsteiler 140, 141, 160 ge teilte Wandlerspannung WS und an dessen nichtinvertierenden Eingang die von der Referenzspannungsquelle 15 erzeugte Refe renzspannung RS anliegt.The piezo converter 13 has a piezo capacitor 130 , which integrates the voltage pulses SI, so that a rising signal edge of the converter voltage WS, which generates the sound pressure, is produced above the piezo converter 13 . This flank generates the mechanical deflection of the piezo transducer 13 and thus forms the first half wave of a sound wave. The converter voltage WS generated at the piezo converter 13 is used for volume control on the one hand and for discharging the piezo capacitor 130 on the other hand via a voltage divider, which is formed from resistors 140 , 141 , 160 , placed on the comparator gate circuit 14 or the discharge circuit 16 . The comparator circuit 14 consists of a comparator designed as a comparator operational amplifier 142 , at the invertie-generating input which is divided by the voltage divider 140 , 141 , 160 ge converter voltage WS and at its non-inverting input the reference voltage source 15 generated by the reference voltage source 15 is applied.

Die Referenzspannung RS ist eine die Amplitude darstellende Sollgröße, die z. B. an einem in der Referenzspannungsquelle 15 enthaltenen sowie allgemein bekannten Spannungseinsteller (z. B. einen mit der Versorgungsspannung VS betriebenen Po tentiometer) voreingestellt ist. Ist während der Integration der Spannungsimpulse SI in dem Piezo-Wandler 13 diese Soll größe erreicht (die spannungsgeteilte Wandlerspannung WS ist gleich der Referenzspannung RS), so wird über das von dem Komparator 142 erzeugte Vergleichssignal VGS die Abgabe des Steuersignals STS durch den Signalgeber 10 unterbrochen und dadurch der Takt für den Spannungsinduktor in der Spannungs erhöhungsschaltung 12 abgeschaltet. Mit diesem Abschalten werden keine weiteren Spannungsimpulse SI mehr erzeugt und somit die mechanische Auslenkung bzw. die Lautstärke des Piezo-Wandlers 13 begrenzt. Durch diese von dem Signalgeber 10, der Spannungserhöhungsschaltung 12, dem Piezo-Wandler 13 und der Komparatorschaltung 14 gebildete Regelschleife werden auch Nichtlinearitäten und Toleranzen der genannten Komponen ten ausgeregelt.The reference voltage RS is a setpoint representing the amplitude, which, for. B. is preset on a contained in the reference voltage source 15 and well-known voltage adjuster (z. B. a operated with the supply voltage VS tentiometer). If during the integration of the voltage pulses SI in the piezo converter 13 this target size is reached (the voltage-divided converter voltage WS is equal to the reference voltage RS), the output of the control signal STS by the signal generator 10 is interrupted by the comparison signal VGS generated by the comparator 142 and thereby the clock for the voltage inductor in the voltage boost circuit 12 is switched off. With this switching off, no further voltage pulses SI are generated and the mechanical deflection or the volume of the piezo converter 13 is thus limited. This control loop formed by the signal generator 10 , the voltage boost circuit 12 , the piezo converter 13 and the comparator circuit 14 also compensates for non-linearities and tolerances of the components mentioned.

Nachdem der Piezo-Kondensator 130 in dem Piezo-Wandler 13 ge laden und die erste Schall-Halbwelle erzeugt wurde, herrscht für den Rest der Halbwelle des Signals MEL ein statischer Zu stand, bei dem die Wandlerspannung WS konstant ist. Zu Beginn der zweiten Halbwelle des Signals MEL wird der Spannungsin duktor in der Spannungserhöhungsschaltung 12 gesperrt und gleichzeitig die Entladungsschaltung 16 zum definierten Ent laden des Piezo-Kondensators 130 in dem Piezo-Wandler 13 ak tiviert. Die Entladungsschaltung 16 enthält dazu ein elektro nisches Entladungsschaltelement 161. Dieses ist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform als Bipolar-Transistor ausgebildet. Während der Emitteranschluß dieses Bipolar-Tran sistors 161 auf Massepotential liegt, ist der Kollektoran schluß mit dem Widerstand 160 aus dem Spannungsteiler 140, 141, 160 verbunden. Der Basisanschluß des Bipolar-Transistors 161 ist über einen Vorwiderstand 162 mit dem Signalgeber 10 verbunden. Die bereits angesprochene Aktivierung der Entla dungsschaltung 16 (Ansteuerung der Entladungsschaltung 16 durch das Ansteuersignal AS nach Fig. 1) geschieht dadurch, daß während der zweiten Halbwelle des Signals MEL (Low-Zu stand des Eingangssignals ES) durch den Inverter 104 aus dem Eingangssignal ES das Ansteuersignal AS erzeugt wird, das dem Bipolar-Transistor 161 zugeführt wird. Dieser wird dadurch leitend, so daß ein Entladestrom EST des Piezo-Kondensators 130 gegen Masse abfließen kann. Mit dem Absinken der Wandler spannung WS in dem Piezo-Wandler 13 wird die zweite Schall- Halbwelle des Piezowandlers 13 abgegeben. Bei den nächsten Signalschwingungen des Signals MEL wiederholen sich alle be schriebenen Vorgänge. Somit laufen bei dem Signal MEL mit ei ner Frequenz f die Vorgänge Laden, Regeln, Entladen f-mal pro Sekunde ab, wobei die Frequenz f z. B. Werte zwischen 800...1300 Hz annehmen kann.After the piezo capacitor 130 is loaded in the piezo converter 13 and the first sound half-wave has been generated, there is a static state for the rest of the half-wave of the signal MEL, in which the converter voltage WS is constant. At the beginning of the second half-wave of the signal MEL, the voltage inductor in the step-up circuit 12 is blocked and at the same time the discharge circuit 16 for the defined discharge of the piezo capacitor 130 in the piezo converter 13 is activated. The discharge circuit 16 contains an electro-African discharge switching element 161 . In the embodiment shown in FIG. 2, this is designed as a bipolar transistor. While the emitter terminal of this bipolar transistor 161 is at ground potential, the collector terminal is connected to the resistor 160 from the voltage divider 140 , 141 , 160 . The base connection of the bipolar transistor 161 is connected to the signal generator 10 via a series resistor 162 . The already mentioned activating the discharge up circuit 16 (control of the discharge circuit 16 through the control signal AS of FIG. 1) takes place in that, during the second half-wave of the signal MEL (low to stand of the input signal ES) by the inverter 104 from the input signal ES the drive signal AS is generated, which is supplied to the bipolar transistor 161 . This becomes conductive, so that a discharge current EST of the piezo capacitor 130 can flow to ground. As the transducer voltage WS drops in the piezo transducer 13 , the second sound half-wave of the piezo transducer 13 is emitted. With the next signal oscillations of the signal MEL, all the processes described are repeated. Thus, for the signal MEL with a frequency f, the processes of charging, regulating and discharging run f times per second, the frequency f z. B. can assume values between 800 ... 1300 Hz.

Für einen einfachen Aufbau der Tonrufschaltung 1 sind der Si gnalgeber 10 in einer digitalen integrierten Schaltung 2 und der Komparator 142 der Komparatorschaltung 14 und die Refe renzspannungsquelle 15 in einer analogen integrierten Schal tung 3 angeordnet. For a simple structure of the ringing circuit 1 , the signal generator 10 are arranged in a digital integrated circuit 2 and the comparator 142 of the comparator circuit 14 and the reference voltage source 15 in an analog integrated circuit 3 .

Fig. 3 zeigt in Anlehnung an Fig. 2 eine weitere Ausfüh rungsform der Tonrufschaltung 1 nach Fig. 1, bei der im Un terschied zu der in Fig. 2 dargestellten Tonrufschaltung 1 das elektronische Schaltelement 120 der Spannungserhöhungs schaltung 12 und das elektronische Entladungsschaltelement 161 der Entladungsschaltung 16 als Feldeffekt-Transistoren ausgebildet sind. Fig. 3 shows, based on Fig. 2, another embodiment of the ringing circuit 1 according to FIG. 1, in which, unlike the ringing circuit 1 shown in FIG. 2, the electronic switching element 120 of the step-up circuit 12 and the electronic discharge switching element 161 Discharge circuit 16 are designed as field effect transistors.

Fig. 4 zeigt ausgehend von den Tonrufschaltungen in Fig. 2 und 3 eine weitere Auführungsform der Tonrufschaltung 1, bei der der erzielbare Wirkungsgrad für eine größere Anzahl von elektronischen Bauelementen maximal ist. Als elektronisches Schaltelement 120 wird dabei wie in Fig. 3 ein Feldeffekt- Transistor verwendet. Im Unterschied zu den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Tonrufschaltungen 1 wird bei der in Fig. 4 dargestellten Tonrufschaltung 1 der Entladungsstrom EST nicht gegen Masse abgeführt, sondern in die Niederspannungs quelle 11 zurückgeführt. Die Entladeschaltung enthält einen ersten Bipolar-Transistor 163, dessen Emitteranschluß zum ei nen an den Piezo-Kondensator 130 des Piezo-Wandlers 13 und zum anderen über die Widerstandsanordnung 140, 141 an den in vertierenden Eingang des Operationsverstärkers 142 des Kompa rators 14 und dessen Kollektoranschluß über den Spannungstei lungswiderstand 160 sowohl an den Basisanschluß eines zweiten Bipolar-Transistors 164 als auch an die Niederspannungsquelle 11 angeschlossen sind. Der Basisanschluß des ersten Bipolar- Transistors 163 ist ferner mit dem Kollektoranschluß des zweiten Bipolar-Transistors 164 zusammengeschaltet, während der Emitteranschluß des zweiten Bipolar-Transistors 164 über den Vorwiderstand 162 unmittelbar mit dem Signalgeber 10 ver bunden ist, wobei dieser keinen Inverter 104 aufweist. FIG. 4 shows, based on the ringing circuits in FIGS . 2 and 3, a further embodiment of the ringing circuit 1 , in which the achievable efficiency is maximum for a larger number of electronic components. A field-effect transistor is used as the electronic switching element 120 , as in FIG. 3. In contrast to the ringing circuits 1 shown in FIGS . 2 and 3, the discharge current EST is not discharged to ground in the ringing circuit 1 shown in FIG. 4, but is fed back into the low-voltage source 11 . The discharge circuit contains a first bipolar transistor 163 , the emitter connection of which is connected to the piezo capacitor 130 of the piezo converter 13 and, via the resistor arrangement 140 , 141, to the input of the operational amplifier 142 of the comparator 14 and its collector connection are connected to the base terminal of a second bipolar transistor 164 as well as to the low voltage source 11 via the voltage distribution resistor 160 . The base terminal of the first bipolar transistor 163 is also connected to the collector terminal of the second bipolar transistor 164 , while the emitter terminal of the second bipolar transistor 164 is connected directly to the signal generator 10 via the series resistor 162 , which has no inverter 104 .

Fig. 5 zeigt ausgehend von der Tonrufschaltung in Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Tonrufschaltung 1, bei der zur Entladung des Piezo-Wandlers 13 keine aktive Entladungs schaltung 16 gemäß Fig. 3 vorgesehen ist. Die Entladung fin det im vorliegenden Fall über die Widerstandsanordnung (Spannungsteiler) 140, 141 statt. Durch diesen Verzicht auf die Entladungsschaltung 16 ergibt sich zwar ein einfacher Aufbau der Tonrufschaltung 1, der jedoch zu einem geringeren Wirkungsgrad der Tonrufschaltung 1 führt. Fig. 5 shows, starting from the ringing circuit in Fig. 3, a further embodiment of the ringing circuit 1 , in which no active discharge circuit 16 is provided in accordance with FIG. 3 for discharging the piezo transducer 13 . The discharge takes place in the present case via the resistor arrangement (voltage divider) 140 , 141 . This omission of the discharge circuit 16 results in a simple construction of the ringing circuit 1 , but it leads to a lower efficiency of the ringing circuit 1 .

Claims

1. Arrangement for generating acoustic signals, in particular special calls in telecommunications devices, with the following features:

a) An amplifier ( 10 , 12 , 14 ) generated from acoustic information-containing input variables (STS, RS) a ge compared to the input variables (STS, RS) amplified output variable (SI), which is applied to a capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) ,
b) the amplifier ( 10 , 12 , 14 ) has means ( 12 ) for increasing the voltage and means ( 14 ) for amplitude regulation,
c) means ( 10 ) for signal coupling and means ( 16 ) for discharging the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) are assigned to the amplifier ( 10 , 12 , 14 ),
d) the means ( 10 , 12 , 14 , 16 ) mentioned under b) and c) form a control circuit for charging and discharging the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) such that
- 1. in the signal coupling means ( 10 ) from at least one input signal (TS, ES, VGS) in which acoustic information is contained, a control signal (STS) for the voltage increasing means ( 12 ) is generated, the control signal (STS) containing frequency information and wherein the voltage increasing means ( 12 ) are opened on a first half-wave of a melody signal of the acoustic information and blocked on a second half-wave of the acoustic information,
- 2. the voltage increasing means ( 12 ) from a power source ( 11 ) is supplied with a supply voltage (VS),
- 3. voltage-increased output pulses (SI) are generated in the voltage increasing means ( 12 ) from the control signal (STS) and the supply voltage (VS), which are integrated in the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) to form a converter voltage (WS),
- 4. in the means ( 14 ) for amplitude control, the converter voltage (WS) is compared with a reference voltage (RS), which contains the amplitude information, and a comparison signal (VGS) is generated which is fed to the signal coupling means ( 10 ),
- 5. the means ( 16 ) for discharging the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) with the signal coupling means ( 10 ) and the electroacoustic transducer ( 13 ) are connected in such a way that, depending on the input signal containing the acoustic information (MEL, ES) the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) is discharged, so that when the voltage increasing means ( 12 ) are blocked, the discharge means ( 16 ) are activated for the defined discharging of the transducer ( 13 ).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the means ( 10 ) for signal coupling a signal / control arrangement ( 101 , 103 ) for generating the input signal containing the acoustic information (MEL, ES), a clock generator ( 100 ) for generating a Clock signal (TS) and an AND gate ( 102 ) for linking the input signal (MEL, ES) with the clock signal (TS) and the comparison signal (VGS) to the control signal (STS).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 12 ) for increasing the voltage contain a voltage ductor with an electronic switching element ( 120 ) and a coil ( 121 ), the switching element ( 120 ) via the coil ( 121 ) is applied to the energy source ( 11 ) and is brought into a conductive or blocked state by the control signal (STS).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means ( 14 ) for amplitude control have egg NEN operational amplifier ( 142 ), at its inverting input, the converter voltage (WS) and at its non-inverting input, the reference voltage ( RS) to adjust the amplitude.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means ( 16 ) for discharging the capacitive electro-acoustic transducer ( 13 ) contain an electronic, GE gene switched to discharge switch element ( 161 ), which by one of the Means ( 10 ) for signal coupling supplied control signal (AS) is brought into a conductive or blocked state and thereby the discharge of the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) is started or stopped.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means ( 16 ) for discharging the capacitive electro-acoustic transducer ( 13 ) is designed as an electronic control circuit ( 160 , 162 , 163 , 164 ), the control circuit ( 160 , 162 , 163 , 164 ), depending on the input signal (MEL, ES) containing the acoustic information, supplies the energy stored in the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) to the energy source ( 11 ) supplying the supply voltage (VS).

7. Arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that the converter voltage (WS) via a voltage voltage divider ( 140 , 141 , 160 ) to the means ( 14 ) for amplitude control or the means ( 16 ) for discharge of the capacitive electroacoustic transducer ( 13 ) is applied.