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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Ansteuerschaltung
für eine
wahlweise Nutzung von zwei elektroakustischen Wandlern eines Mobilgeräts.
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Gewöhnliche
Mobilgeräte,
wie z.B. Mobiltelefone, persönliche
digitale Assistenten (PDA) oder dergleichen, sind mit einem Ohrteil-Lautsprecher
und einem Buzzer als akustische Standardkomponenten ausgestattet.
Der Ohrteil-Lautsprecher wird hierbei typischerweise benutzt, um
ein durch eine elektronische Sprachbandschaltung des Mobilgeräts bereitgestelltes
Audiosignal in ein jeweiliges Tonsignal zu wandeln. Andere Signale,
wie z.B. Klingeltöne
oder Alarme, werden üblicherweise
in Form von Rechtecksignalen mit variabler Pulsbreite erzeugt und
werden durch einen so genannten Buzzer in ein jeweiliges Tonsignal
gewandelt. An vielen derzeitigen Mobilgeräten, insbesondere bei hochwertigen
Modellen, ist der Buzzer durch einen Freisprech-Lautsprecher ersetzt,
der nachfolgend als ein Lautsprecher bezeichnet wird. Dieser Lautsprecher
wandelt üblicherweise nicht
nur Rechteck-Buzzersignale, sondern wird auch zum Wiedergeben von
Klingeltönen
benutzt, die häufig
in der Form von Polyphonmelodien bereitgestellt werden. Der Lautsprecher
wird weiter benutzt, um wie der Ohrteil-Lautsprecher von der elektronischen
Sprachbandschaltung abstammende Audiosignale zu wandeln, aber mit
einem höheren Schallpegel
als jener, um es einem Benutzer zu ermöglichen, das Mobilgerät in einem
Freisprechmodus zu gebrauchen. Zu diesem Zweck ist ein Audioleistungsverstärker extern
zur elektronischen Sprachbandschaltung zwischen einen Ausgang der elektronischen
Sprachbandschaltung und den Lautsprecher geschaltet. Der Lautsprecher
ist entweder mit einem separaten Ausgang der elektronischen Sprachbandschaltung
verbunden oder teilt den nur einen bereitgestellten Ausgang mit
dem Ohrteil-Lautsprecher.
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Die
durch die elektronische Sprachbandschaltung bereitgestellten Ausgänge sind
entweder in einem Takt oder im Gegentakt. Die elektronische Sprachbandschaltung ist
typischerweise aus einer integralen Schaltung gebildet, die es erlaubt,
die Einzelheiten ihrer letzten Verarbeitungsstufe zu konfigurieren,
die ein Audiosignal zu dem einen oder den mehreren Ausgangsanschlüssen der
elektronischen Sprachbandschaltung zuführen. Das Audiosignal an einem
Ausgangsanschluss kann dadurch von gleicher oder verschiedener Phase
als an einem anderen Anschluss der bereitgestellten Ausgänge sein. Die
an dem einen oder den mehreren Ausgängen vorhandenen Audiosignale
werden dann durch eine externe Schaltung verarbeitet, welche die
zwei Lautsprecher versorgt.
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Drei
unterschiedliche Arten von externen Schaltungen werden derzeit benutzt,
um die Lautsprecher, d.h. den Lautsprecher und den Ohrteil-Lautsprecher,
an eine elektronische Sprachbandschaltung anzuschließen. Bei
einem ersten Typ wird jeder Lautsprecher von einem separaten, Intakt-
oder Gegentakt-Ausgang der elektronischen Sprachbandschaltung versorgt.
Ein Gegentakt-Ausgang stellt das Signal an jedem seiner zwei Ausgänge bereit.
Als Vorgabe ist die Phase eines Signals an einem ersten Anschluss
in Gegenphase zu jenem des jeweils anderen Anschlusses. Anders als
die allgemeine Bedeutung bezeichnet der Begriff „Gegentakt-Ausgang", wie er in dieser
Beschreibung verwendet wird, einen Ausgang, bei dem die Phase eines
Signals an einem ersten seiner Anschlüsse eine definierte Beziehung
zu jener des am jeweils anderen Anschluss vorhandenen Signals hat.
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Eine
zweite üblicherweise
benutzte externe Schaltung verwendet nur einen Ausgang der elektronischen
Sprachbandschaltung zum Versorgen beider, des Ohrteil-Lautsprechers
und des Lautsprechers. Während
der Ohrteil-Lautsprecher üblicherweise
direkt mit dem Ausgang verbunden ist, ist ein Leistungsverstärker zwischen
den Ausgang und den Lautsprecher zum zusätzlichen Verstärken des
Audiosignals gesetzt. Der Audioleistungsverstärker weist typischerweise einen
Steueranschluss auf, durch den der Verstärker ein- oder ausgeschaltet
werden kann. Es gibt nur zwei mögliche
Betriebsmodi. Im ersten ist nur der Ohrteil-Lautsprecher aktiv,
im zweiten sind der Ohrteil-Lautsprecher und der Lautsprecher beide
aktiv.
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Sehr
häufig
ist die letzte Art einer externen Schaltung derart modifiziert,
dass sie zusätzlich
die Wandlung von Rechteck-Buzzersignalen durch den Lautsprecher
erlaubt. Der Audioleistungsverstärker für den Lautsprecher
ist bei dieser dritten Art von externer Schaltung so angeschlossen,
dass er eine Addierschaltung bildet, die den Lautsprecher das Audiosignal
sowie das Buzzersignal wiedergeben lässt. Bei dieser allgemein benutzten
Art von Anschluss ist ein zusätzlicher
analoger Schalter notwendig, um das Audiosignal beim Übertragen
des Buzzersignals vom Audioleistungsverstärker zu trennen. Sonst wäre das Audiosignal
vom Ausgang der elektronischen Sprachbandschaltung hörbar, wenn
der Audioleistungsverstärker
zum Wiedergeben des Buzzersignals eingeschaltet werden muss.
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Obwohl
die letzten zwei Arten externer Schaltung üblicherweise bevorzugt werden,
wenn nur ein Ausgang für
das Audiosignal an der integrierten Sprachbandschaltung vorgesehen
werden muss, sind diese Arten von Anschluss dahingehend nachteilig,
dass das Audiosignal immer an dem Ohrteil-Lautsprecher des jeweiligen
Mobilgeräts
vorhanden ist.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische
Schaltung vorzusehen, die nur eine minimale Anzahl von Komponenten
benutzt und es ermöglicht,
ein durch nur einen Ausgang einer elektronischen Sprachbandschaltung bereitgestelltes
Audiosignal wahlweise zu entweder dem Ohrteil-Lautsprecher oder
dem Lautsprecher zu leiten.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Ansteuerschaltung gelöst, wie sie im unabhängigen Anspruch beansprucht
wird. Die Ansteuerschaltung zum wahlweisen Betreiben eines Freisprech-Lautsprechers und
eines Ohrteil-Lautsprechers eines Mobilgeräts hat eine elektronische Sprachbandschaltung
mit einer Einrichtung, die zum Bereitstellen eines Ausgangs an zwei
Ausgangsanschlüssen
angeordnet ist, wobei die Phase eines Signals an einem ersten ihrer Anschlüsse eine
definierte Beziehung zu jener des am jeweils anderen Anschluss vorhandenen
Signals hat, wobei der Ausgang zum Schalten zwischen einem Gleichphasenmodus,
in dem die Ausgangssignale der Schaltung an den zwei Ausgangsanschlüssen gleichphasig
sind, und einem Gegenphasenmodus, in dem die Ausgangssignale der
Schaltung an den zwei Ausgangsanschlüssen gegenphasig sind, ausgebildet
ist, und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Ohrteil-Lautsprechers
direkt mit dem Ausgang an den zwei Ausgangsanschlüssen der
Sprachbandschaltung. Weiter addiert eine Addierschaltung die durch
die zwei Ausgangsanschlüsse
zugeführten
Signale und stellt das Summensignal dem Freisprech-Lautsprecher
bereit.
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Die
Erfindung benutzt die Tatsache, dass ein Gegentakt-Ausgang einer
integrierten Sprachbandschaltung in zwei Modi betrieben werden kann.
In einem ersten Modus wird das Audiosignal an beiden Anschlüssen des
Ausgangs gleichphasig bereitgestellt, während die bereitgestellten
Signale im zweiten Modus gegenphasig sind. So erzeugt die Addierschaltung
ein Nullsummensignal für
den zweiten Modus, das einem Ausschalten des dem Lautsprecher bereitgestellten
Audiosignals entspricht, ohne die Notwendigkeit des Einsetzens eines
analogen Schalters wie im Stand der Technik. Am Ohrteil-Lautsprecher
entsprechen die gegenphasigen Signale einem Audiosignal einer doppelten
Amplitude, was es erlaubt, einen Ton entsprechend einem aktuell
vorhandenen Audiosignal zu erzeugen. Im anderen Modus ist der Ohrteil-Lautsprecher
stumm, während
der Lautsprecher das Audiosignal wandelt. Ohne Notwendigkeit externer
Steuergeräte,
wie zum Beispiel einen analogen Schalter oder dergleichen, macht
die elektronische Schaltung der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter
Weise Gebrauch von den Steuerfunktionen, die bereits durch eine
in Mobilgeräten
verwendete elektronische Sprachbandschaltung bereitgestellt werden.
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In
einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Addierschaltung wirksam ausgebildet,
um ein durch einen Buzzeranschluss des Mobilgeräts bereitgestelltes Buzzersignal
der Summe der durch den Gegentakt-Ausgang der Sprachbandschaltung bereitgestellten
Audiosignale zu addieren. So wird ein Rechteck-Buzzersignal, das
typischerweise als ein Alarm oder Erinnerungssignal verwendet wird,
nur durch den Lautsprecher gewandelt und stört keinen Benutzer, während er
dem durch das Ohrteil wiedergegebenen Ton zuhört. Vorteilhafterweise weist
die Addierschaltung einen Steueranschluss zum Steuern der Aktivierung
der Addierschaltung auf, der es einem Benutzer ermöglicht,
zu steuern, ob ein Buzzersignal durch den Lautsprecher wiedergegeben
wird oder nicht.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezug auf spezielle
Ausführungsbeispiele
und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Figuren erläutert. Darin
zeigen:
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1 ein
erstes herkömmliches
Beispiel mit zwei separaten Audioausgängen einer elektronischen Sprachbandschaltung
für jeden
Lautsprecher,
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2 ein
zweites herkömmliches
Beispiel, bei dem das durch nur einen Gegentakt-Ausgangsanschluss
einer elektronischen Sprachbandschaltung bereitgestellte Audiosignal
auf beide, den Ohrteil-Lautsprecher und den Lautsprecher verteilt
wird,
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3 ein
drittes herkömmliches
Beispiel, das das Beispiel von 2 mit einem
zusätzlichen Anschluss
zum Bereitstellen eines Rechteck-Buzzersignals zum Lautsprecher
kombiniert,
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4a ein
spezielles Ausführungsbeispiel einer
elektronischen Schaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Modus, in dem das Audiosignal ausschließlich zum
Ohrteil-Lautsprecher geleitet wird, und
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4b die
elektronische Schaltung von 4a, aber
in einem Modus, in dem das durch den Ausgang der elektronischen
Sprachbandschaltung bereitgestellte Audiosignal ausschließlich dem
Lautsprecher zugeführt
wird.
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Das
Schaltungsdiagramm von 1 zeigt ein erstes Beispiel
einer allgemein benutzten elektronischen Ansteuerschaltung zum Verteilen
eines durch eine elektronische Sprachbandschaltung 1 bereitgestellten
Audiosignals zu einem Ohrteil-Lautsprecher
und/oder einem Lautsprecher eines Mobilgeräts. Die elektronische Ansteuerschaltung 1 ist
aus einer elektronische Sprachbandschaltung 8, die durch
eine einschließende
gestrichelte Linie in 1 angezeigt ist, und aus einer
zu dieser externen Schaltung gebildet. Diese externe Schaltung enthält den Ohrteil-Lautsprecher 2,
den Lautsprecher 3 und den Audioleistungsverstärker 4 zum
Verstärken
der Differenz der an jedem der zwei Ausgangsanschlüsse 6-1 und 6-2 des
Ausgangs 6 der integrierten Sprachbandschaltung bereitgestellten
Audiosignale. Der Audioleistungsverstärker kann mittels eines am Audioverstärker 4 verfügbaren Steueranschlusses 5 ein-
oder ausgeschaltet werden. Ein in der elektronischen Sprachbandschaltung
erzeugtes oder verarbeitetes Audiosignal wird durch eine Schalt einrichtung 8-5 bzw. 8-6 zu
entweder der Ausgangsstufe für den
Lautsprecher oder jener für
den Ohrteil-Lautsprecher geleitet. Die Schalteinrichtungen 8-5 und 8-6 sind
typischerweise aus einer elektronischen Vorrichtung wie einem Transistor
oder dergleichen gebildet, der einfach durch eine Steuerlogik des
Mobilgeräts
gesteuert werden kann. Die Ausgangsstufe für den Lautsprecher 3 weist
einen Verstärker 8-1,
der das Audiosignal in einer nicht-invertierenden Weise verarbeitet,
und einen Verstärker 8-2,
der das Audiosignal invertiert, auf. Das an den zwei Anschlüssen 6-1 und 6-2 des
Ausgangsanschlusses 6 bereitgestellte Audiosignal wird
dadurch mit entgegengesetzten Phasen bereitgestellt. Die Ausgangsstufe
für den zweiten
Anschluss 7, der den Ohrteil-Lautsprecher versorgt, ist
identisch zu der für
den Lautsprecher beschriebenen ausgebildet. Für ein durch den Lautsprecher 3 zu
wandelndes Audiosignal wird der Schalter 8-5 geschlossen,
während
der Schalter 8-6 die Verbindung zur Ausgangsstufe für den Ausgang 7 der
elektronischen Sprachbandschaltung unterbricht. So wird das Audiosignal
ausschließlich
durch den Lautsprecher 3 wiedergegeben. Im anderen Modus
ist der Schalter 8-5 offen und der Schalter 8-6 geschlossen,
was in einer ausschließlichen
Wiedergabe eines Audiosignals durch den Ohrteil-Lautsprecher resultiert.
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Eine
zweite, allgemein benutze Art einer elektronischen Ansteuerschaltung 1' für ein Mobilgerät mit einem
Lautsprecher ist in 2 dargestellt. Hier ist nur
eine Ausgangsstufe vorhanden, wobei der nicht-invertierende Verstärker 8-7 und
der invertierende Verstärker 8-8 ein
gegenphasiges Audiosignal an den zwei Anschlüssen 6-1' und 6-2' des Ausgangsanschlusses 6' bereitstellen.
Der Ohrteil-Lautsprecher 2 ist
direkt mit dem Ausgangsanschluss 6' verbunden, sodass ein durch die
elektronische Sprachbandschaltung 8 erzeugtes Audiosignal
durch den Ohrteil-Lautsprecher 2 gewandelt wird. Parallel zum
Ohrteil-Lautsprecher angeschlossen, empfängt ein Audioleistungsverstärker 4 das
Signal vom Ausgangsanschluss 6', verstärkt es und führt es dem Lautsprecher 3 zu.
Durch Anlegen eines jeweiligen Steuersignals an den Steueranschluss 5 des
Audioleistungsverstärkers 4 kann
ein Benutzer den Lautsprecher 3 nach seinem Willen ein-
oder ausschalten. Der Ohrteil-Lautsprecher kann jedoch nicht ein- oder
ausgeschaltet werden, sodass er immer einen Ton entsprechend einem
am Ausgang 6' vorhandenen
Audiosignal erzeugt. Es ist zu beachten, dass der Ohrteil-Lautsprecher
nicht nur einen im Mobilgerätegehäuse angeordneten
Lautsprecher bezeichnet, sondern auch aus einer Art Headphone gebildet sein
kann, das in das Mobilgerät
gestöpselt
werden kann, um extern davon benutzt zu werden.
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Viele
Mobilgerät
stellen nicht nur Polyphonmelodien für Erinnerungen oder Alarmsignale
bereit, sondern auch ein Rechteck-Buzzersignal, das ein Benutzer
für einen
jeweiligen Zweck auswählen kann.
Das Rechteck-Buzzersignal wird üblicherweise nicht
in der elektronischen Sprachbandschaltung erzeugt, sondern durch
eine andere Schaltung, und muss der der elektronischen Sprachbandschaltung externen
Ansteuerschaltung über
einen Extraanschluss 13 zugeführt werden. Der Audioverstärker 4 ist
mit dieser Seite verbunden, um eine Addierschaltung mit einem Eingangswiderstand 12 für das Buzzersignal
und einem weiteren Eingangswiderstand 10 für das Audiosignal
und einem Rückkopplungswiderstand 11 zu
bilden. Um eine ausschließliche Übertragung
entweder des Buzzersignals oder des Audiosignals zum Audioleistungsverstärker 4 zu
erlauben, muss eine Schaltersteuerung 9, wie z.B. ein analoger Schalter,
zwischen den Widerstand 10 und den Ausgangsanschluss 6-1' der elektronischen
Sprachbandschaltung 8 gesetzt werden. Außer dass
sie eine zusätzliche
elektronische Vorrichtung ist, benötigt die Schaltersteuerung
einen Extraanschluss zu einer logischen Steuerschaltung des Mobilgeräts. Weiter
kann der Ohrteil-Lautsprecher wie im Beispiel von 2 nicht
ein- oder ausgeschaltet werden, was ein Hauptnachteil der in 3 dargestellten
Ansteuerschaltung 1'' ist.
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Die
vorliegende Erfindung macht Gebrauch von der Tatsache, dass die
Konfiguration eines Audioausgangs der elektronischen Sprachbandschaltung entsprechend
den Anforderungen, die der Ausgang erfüllen muss, konfiguriert werden
kann. Eine Ansteuerschaltung 1''' gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 4a und 4b dargestellt.
Anstelle der Verwendung nur eines nicht-invertierenden und eines
invertierenden Verstärkers
für die
Ausgangsstufe der elektronischen Sprachbandschaltung 8 wird der
invertierende Verstärker
durch eine Reihenanordnung eines invertierenden Verstärkers 8-11 und eines
nicht-invertierenden Verstärkers 8-10 ersetzt. Eine
zwischen den invertierenden und den nicht-invertierenden Verstärker gesetzte
Schalteinrichtung 8-12 erlaubt das Verbinden des Eingangs
des nichtinvertierenden Verstärkers 8-10 mit
entweder dem Ausgang des vorhergehenden invertierenden Verstärkers 8-11 oder
direkt mit der Audiosignalleitung der elektronischen Sprachbandschaltung 8.
Der Ausgangsanschluss 14 kann durch die Schalteinrichtung 8-12 im
Gegenphasenmodus, wie in 4a dargestellt,
oder im Gleichphasenmodus, wie in 4b dargestellt,
betrieben werden. Die Schalteinrichtung 8-12 wird durch
eine logische Steuerschaltung eines Mobilgeräts, die mit der elektronischen
Sprachbandschaltung 8 verbunden ist, gesteuert.
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Die
Funktion der zur elektronischen Sprachbandschaltung 8 externen
elektronischen Ansteuerschaltung wird nun unter Bezug auf 4a beschrieben,
die sie mit dem im Gegenphasenmodus betriebenen Ausgangsanschluss 14 zeigt.
In diesem Modus ist das Audiosignal, das am Ausgangsanschluss 14-2 vorhanden
ist, invers zu dem am Ausgangsanschluss 14-1 vorhandenen
Audiosignal. Da der Ohrteil-Lautsprecher 2 direkt mit dem
Ausgang 14 verbunden ist, ist die an den Lautsprechersteckern
vorhandene Potenzialdifferenz gerade das Doppelte jedes Audiosignals
am jeweiligen Anschluss 14-1 oder 14-2. Der Ohrteil-Lautsprecher 2 wandelt
deshalb das Audiosignal in ein jeweiliges Tonsignal.
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Die
von den zwei Ausgangsanschlüssen 14-1 und 14-2 bereitgestellten
Audiosignale werden über
den Widerstand 10' und 10'' eines gleichen Werts R1 weiter
einer Addierschaltung zugeführt.
Da Addierschaltungen in der Technik wohlbekannt sind, wird ihre
besondere Funktion hier nicht erläutert. Da das Audiosignal des
Ausgangsanschlusses 14-2 zu dem am Ausgangsanschluss 14-1 bereitgestellten Audiosignal
gegenphasig bzw. invers ist, ist die Summe beider Signale am Eingang
des Audioverstärkers 4 Null,
was bedeutet, dass kein Audiosignal am Eingang des Verstärkers 4 vorhanden
ist. Wenn der Ausgangsanschluss der elektronischen Sprachbandschaltung
im Gegenphasenmodus betrieben wird, resultiert dies in einer Wiedergabe
des Audiosignals nur durch den Ohrteil-Lautsprecher, während der Lautsprecher
stumm bleibt.
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Wenn
der Ausgangsanschluss 14 im Gleichphasenmodus betrieben
wird, wie in 4b dargestellt, sind die an
den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 14-1 und 14-2 vorhandenen
Potentiale zu jeder Zeit identisch, was bedeutet, dass die Potentialdifferenz
an den Steckern des Ohrteil-Lautsprechers 2 immer Null
ist, sodass sie keinen Ton erzeugen. Am Eingang des Audioleistungsverstärkers 4 werden
die gleichphasigen Signale der zwei Ausgangsanschlüsse einem
kombinierten Signal der doppelten Amplitude, die an einem der zwei
Ausgangsanschlüsse 14-1 oder 14-2 bereitgestellt
wird, hinzugefügt,
wodurch ein Audiosignal am Lautsprecher bereitgestellt wird, das
in ein jeweiliges Tonsignal gewandelt wird. Durch Betreiben des
Ausgangsanschlusses 14 der elektronischen Sprachbandschaltung 8 im
Gleichphasenmodus erzeugt der Lautsprecher 3 ein Tonsignal, während der
Ohrteil-Lautsprecher 2 stumm bleibt, wie rechts von den
Lautsprechersymbolen angedeutet.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist ein zusätzlicher Anschluss 13 durch
die der elektronischen Sprachbandschaltung externe Ansteuerschaltung
vorgesehen. An diesem Anschluss 13 kann ein Rechteck-Buzzersignal oder
irgendein anderes, z.B. Polyphon- oder Audiosignal, das durch eine
weitere Schaltung des Mobilgeräts
erzeugt wird, angelegt werden, um durch den Lautsprecher 3 wiedergegeben
zu werden. Wie im Stand der Technik, wird das jeweilige Signal dem
Audioleistungsverstärker 4 über einen
zusätzlichen
Anschluss der Addierschaltung zugeführt, der durch den Widerstand 12' des Werts R2
gebildet ist. Da das jeweilige Buzzersignal nur der Verstärkungsstufe
für den
Lautsprecher 3 zugeführt
wird, wird es durch den Ohrteil-Lautsprecher 2 nicht gewandelt.
So kann der Lautsprecher ein Buzzersignal wandeln, während der Ohrteil-Lautsprecher
ein Audiosignal wiedergibt, wie auf der rechten Seite der Lautsprechersymbole
angedeutet.
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Anders
als im Stand der Technik, erlaubt die elektronische Ansteuerschaltung 1''' gemäß der vorliegenden
Erfindung das ausschließliche
Weiterleiten eines durch nur einen Anschluss 14 einer elektronischen
Sprachbandschaltung 8 bereitgestellten Audiosignals zu
entweder einem Lautsprecher oder einem Ohrteil-Lautsprecher eines
Mobilgeräts
ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen
Schalteinrichtung.