DE2363731C3 - Akustische Anzeigevorrichtung - Google Patents
Akustische AnzeigevorrichtungInfo
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- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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Description
Die Erfindung betrifft eine akustische Anzeigevorrichtung insbesondere für batteriebetriebene tragbare
Meß- und Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher
und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten Transformator
besteht
Beispielsweise in tragbaren batteriebetriebenen Meßgeräten, die zeitweise von Personen als Betriebsausrüstung mitgeführt werden und die in dieser Zeit
nicht dauernd von diesen Personen beobachtet werden können, ist es vorteilhaft, eine akustische Anzeigevorrichtung
wenigstens zur groben Anzeige der gemessenen Werte zu verwenden. Der Meßwert wird
z. B. durch eine unterschiedliche Tonhöhe oder durch eine unterschiedliche zeitliche Folge von Tonimpulsen
dargestellt. So können beispielsweise Personen, die
in einer von ionisierender Strahlung versuchten Um^
gebung arbeiten müssen, anhand der Tonimpulsrate eines mitgeführten Meß- Und Warngerätes dauernd
feststellen, welcher Strählungsdosisleistung sie im Augenblick ausgesetzt sind» und werden beispiels*
weise durch einen Dauerton darauf hingewiesen, daß sie die zulässige Tagesdosis der Strahlung erreicht
oder überschritten haben und sich aus dem Strahlungsfeld begeben müssen.
> Aus der deutschen Auslegeschrift 1161 649 ist ein
Warngerät mit einer akustischen Anzeigevorrichtung bekannt. Diese akustische Anzeigevorrichtung besteht
aus einem Tongenerator und einem Miniaturhörer. Der Tongenerator wird von einer monostabilen
'" Kippschaltung ein- und ausgeschaltet. Der Schwingübertrager
des Tongenerators ist dort gleichzeitig als Transformator für den Miniaturhörer ausgebildet.
Eine derartige akustische Anzeigevorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß wegen des geringen Wir-
kungsgrades des Miniaturhörers in einer Umgebung mit höherem Geräuschpegel deren Tonsignale nur
schlecht oder überhaupt nicht wahrnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lautstärke einer eingangs genannten akustischen An-
-» Zeigevorrichtung mit geringen Mitteln wesentlich zu
erhöhen, ohne dabei die Batterie des tragbaren batteriebetriebenen Gerätes mehr zu belasten.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer
·? > Schallgeber ist, daß ferner die Grundfrequenz des ein-
und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist
und daß aus dem Transformator und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen Schallgebers ein
«ι Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz
des piezoelektrischen Schallgebers abgestimmt ist.
Der ein- und ausschaltbare Tongenerator kann als astabiler Multivibrator ausgebildet sein. Eine beson-
n ders geringe Belastung der Gerätebatterie erreicht
man nach der Erfindung dadurch, daß die aktiven Verstärkungselemente des astabilen Multivibrators
zueinander komplementäre Transistoren sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators
-in im gesperrten Zustand eines sie rfeuernden Schalttransistors
stromlos ist.
Die Ausbildung eines steuerbaren Tongenerators als astabilcr Multivibrator ist an sich bekannt. In der
deutschen Offenlegungsschrift 1 566 699 ist bei-
r> spielsweise eine Alarmeinheit beschrieben, die aus einem
Steuergeneraior,einem Tongenerator und einem daran angeschlossenen Leistungsverstärker mit einem
Lautsprecher im Kollektorkreis besteht. Der Tongenerator, der in der bekannten Anordnung von dem
■ο Steuergenerator in der Tonhöhe gesteuert wird, ist als
astabiler Multivibrator aus zwei gleichartig leitenden Transistoren gebildet.
Es ist auch bekannt, derartige astabile Multivibratoren aus zwei Transistoren entgegengesetzter
Vt Leitfähigkeit zu bilden und diesen durch einen weiteren
Transistor zu steuern. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
2 105 574 zu entnehmen.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird bei-
M) spielsweise eine Schallpegelerhohung in 1 Meter von
der Schallquelle um wenigstens 15db erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt
P'\g. 1 ein Aüsführüngsbeispiel einer akustischen
P'\g. 1 ein Aüsführüngsbeispiel einer akustischen
hi Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung in einer
Vereinfachten Blockschaltungsdarstellung in einem Meß- ünd/odef Wäfrigerät,
Fig. 2 ein Ausführurtgsbeispiel einer effiridungsge-
rnäßen akustischen Anzeigevorrichtung in einer ausführlicheren
Darstellung in einem Meß- und/oder Warngerät.
In Fig. 1 ist in vereinfachter Blockschaltungsdarstellung eine akustische Anzeigevorrichtung in einem
elektrischen Meß- und/oder Warngerät wiedergegeben. Die akustische Anzeigevorrichtung enthält als
Tongenerator einen astabilen Multivibrator 1, an dessen Ausgang die Primärwicklung 2 eines Transformators
3 angeschlossen ist. Parallel zur Sekundärwicklung 4 des Transformators liegt ein piezoelektrischer
Schallgeber 5 als Lautsprecher und gegebenenfalls ein Kondensator 6. Der astabile Multivibrator 1 wird aus
der Batterie 7 des Gerätes über die Leitungen 8 und 9 mit Strom versorgt. Der Steuereingang des astabilen
Multivibrators 1 ist über eine Leitung IO mit einem Steuerkreis des Meßgerätes verbunden. Der Ausgang
des Steuerkreises ist durch einen Steuerschalter 11 und einen Widerstand 12 dargestellt.
Während der Zeitspanne, in der ein Steuersignal auf der Leitung 10 auftritt, z. B. durch den geschlossenen
Zustand des Steuerschalters 11 gekennzeichnet, schwingt der astabile Multivibrator 1. Die Schwingungen
am Ausgang des astabilen Multivibrators werden über den Transformator 3 auf das Kristallsystem
13 des piezoelektrischen Schallgebers 5 übertragen. Im piezoelektrischen Schallgeber entsteht dadurch ein
Ton, dessen Frequenzspektrum im wesentlichen die Frequenz des Kristalls des piezoelektrischen Schallgebers
enthält. Dieses Tonsignal ist besonders laut, wenn die Sekundär-Induktivität des Transformators und die
Kapazität des Kristallsystems des piezoelektrischen Schallgebers einen Schwingkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz
gleich der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist. Der Transformator 3
ist deshalb zweckmäßigerweise abstimmbar ausgebildet. Der Parallelkondensator 6 ist ebenfalls zur Abstimmung
des Schwingkreises vorgesehen. Der auf den piezoelektrischen Schallgeber abgestimmte
Schwingkreis führt nicht nur zu einem höheren Schallpegel, sonJern auch zu einem akustisch angenehmeren
Frequenzspektrum des in dem piezoelektrischen Schallgeber erzeugten Tones. Für eine bessere Tonstabilität
der akustischen Anzeigevorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Grundfrequenz des astabilen
Multivibrators 1 unter der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers 5 lieg*
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen akustischen Anzeigevorrichtung
enthält der astabile Multivibrator 1 zwei zueinander komplementäre Transistoren 14 und 15.
Der abstimmbare Transformator 3 zwischen dem astabilen Multivibrator und dem piezoelektrischen
Schallgeber 5 enthält nur eine Wicklung, an deren Anzapfung 16 der Ausgang des astabilen Multivibrators
angeschlossen ist.
Der Steuerschalter des Steuerkreises des Meßgerätes, zu dem die akustische Anzeigevorrichtung gehört,
ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schalttransistor 17. Im gesperrten Zustand des Schalttransistors 17
ist auch der Eingangstransistor 14 des astabilen Multivibrators und demzufolge auch der Ausgangstransi-
i« stör 15 stromlos. In diesem Zustand, in dem auf der
Leitung 10 kein Steuersignal vorhanden ist, entnimmt der astabile Multivibrator 1 der Speisebatterie 7 des
Gerätes keinen Strom. Im leitenden Zustand des Schalttransistors des Steuerkreises schwingt der astabile
Multivibrator 1 mit einer Schwingfrequenz, die kleiner ist als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen
Schallgebers 5. Der Schwingkreis, der aus der gesamten Wicklung des Transformators 3, der Parallelkapazität
6 und der Kapazität des Kristallsystems
-» 13 des piezoelektrischen Schallgebers gebildet ist, ist
auf die Resonanzfrequenz de · piezoelektrischen Schaligebers abgestimmt.
Der Gegenkopplungskondensator 18 zwischen der Ausgangselektrode und der Steuerelektrode des aus-
- > gangsseitigen Transistors 15 verhindert unerwünschte Spanniingsspitzen während des Schwingens des astabilen
Multivibrators.
Die akustische Anzeigevorrichtung ist nicht nur in Meß- und/oder Warngeräten, insbesondere zur Mes-
s» sung ionisierender Strahlungen verwendbar, sondern
auch in allen nachrichtentechnischen Geräten, in denen eine gut hörbare akustische Anzeigevorrichtung
erforderlich ist.
,-, Verwendete Bezugszeichen
1 astabiler Multivibrator
2 Primärwicklung
3 Transformator
4 Sekundärwicklung
•ι» 5 piezoelektrischer Schallgeber
6 Kondensator
~ Batterie
8 Leitung
9 Leitung
4-. 10 Leitung
4-. 10 Leitung
11 Steuerschalter
12 Widerstand
13 Kristallsystem
14 Transistor
«ι 15 Transistor
«ι 15 Transistor
16 Anzapfung
17 Schalttransistor
18 Gegenkopplungskondensator
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Akustische Anzeigevorrichtung, insbesondere für batteriebetriebene tragbare Meß- und
Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher
und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten
Transformator besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer Schallgeber (5) ist, daß ferner die Grundfrequenz
des ein- und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen
Schallgebers ist und daß aus dem Transformator (3) und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen
Schallgebers ein Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen
Schallgeber abgestimmt ist.
2. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein-
und ausschaltbare Tongenerator ein astabiler Multivibrator (1) ist.
3. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven
Verstärkungselemente des astabilen Multivibrators (1) zueinander komplementäre Transistoren
(14, 15) sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators im gesperrten Zustand
eines sie steuernden Schalttransistors (17) stromlos ist.
4. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
die Ausgangselektrode und Jie Steuerelektrode des ausgangsseitigen Transistors (15) des astabilen
Multivibrators (1) ein Gegenk pplungskondensator (18) geschaltet ist.
5. Akustische Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transformator (3) abstimmbar ist.
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Cited By (1)
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DE3511128A1 (de) * | 1984-05-08 | 1985-11-14 | Mettler Instrumente AG, Greifensee | Akustische anzeigeeinrichtung fuer waagen mit elektrischer messwertdarstellung, zum gebrauch beim abwaegen von fuellgut |
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1973
- 1973-12-21 DE DE19732363731 patent/DE2363731C3/de not_active Expired
-
1974
- 1974-12-20 CH CH1705274A patent/CH572643A5/xx not_active IP Right Cessation
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DE3511128A1 (de) * | 1984-05-08 | 1985-11-14 | Mettler Instrumente AG, Greifensee | Akustische anzeigeeinrichtung fuer waagen mit elektrischer messwertdarstellung, zum gebrauch beim abwaegen von fuellgut |
Also Published As
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